【精品】敞车分析

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1、目录1设计对象及参数11.1敞车介绍11.2敞车参数11.3敞车结构22基本理论32.1有限元的基木理论32.2软件介绍43计算模型3」几何模型63.2有限元模型74位移约束85工况载荷105.1工况105.2加载步骤106计算求解126.1求解步骤126.2分析结果126.2.1强度分析126.2.2刚度分析147结论158设计心得169参考文献171设计对象及参数本次设计对象为A型敞车。1.1敞车介绍敞车是指具有端壁、侧舉、地板而无车顶，向上敞开的货车，主要供运送煤炭、矿石、矿建物资、木材、钢材等人宗货物川，也可川来运送垂量不人的机械设

2、备。若在所装运的货物上蒙盖防水帆布或其他遮篷物后，可代替棚车承运怕雨淋的货物。因此敞车具有很人的通川性,在货车组成中数量最多，目前全路共有敞车约30万辆，约占货车总数的50%以上。主型通用敞车有C61、C62、C62A、C62B、C64K、C70、C70B、C70H、C76H（大秦线编组列车）等。1.2敞车参数载重60t车体长12500mm午体宽2890mm车体高2000mm容积72.25m3定距9000mm横带间距500mm限界符合GB146.1-83《标准规矩铁路机车车辆界限》规定1.3敞车结构底架纽成部分及数量钢材型号尺寸(mm)中梁

3、*1乙黑钢310*186*12*125*18端梁*2角钢7*310^240*70枕梁*2箱型钢8*4508*310^24012*450宽处450、窄处400小横梁*212槽钢大横梁*1工型刚8*1406*310^2408*140地板钢板厚度8千休组成部分及数量钢材类型尺寸侧柱*12梯形钢220*198*72*7角柱*4角钢160*160*10上端梁*214a槽钢140*58*6上侧梁*214a槽钢140*58*6侧柱连铁*212槽钢120*3*5.5横带*6槽钢280*78*7斜撑*24角钢75*50*6侧板钢板厚度5端板钢板厚度52基本理

4、论2.1有限元的基本理论有限元法（FEA,FiniteElementAnalysis）的慕木概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的（较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于人多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。有限元法分析计算的思路和做法可归纳如下:（1）物体离散化将某个工程结

5、构离散为由各种单元组成的计算模型，这一步称作单元剖分。离散后单元与单元Z间利用单元的节点相互连接起来；单元节点的设置、性质、数目等应视问题的性质，描述变形形态的需要和计算进度而定（一般情况单元划分越细则描述变形情况越精确，即越接近实际变形，但计算量越大）。所以有限元中分析的结构己不是原有的物体或结构物，而是同新材料的山众多单元以一定方式连接成的离散物体。这样，用有限元分析计算所获得的结果只是近似的。如果划分单元数目非常多而乂合理，则所获得的结果就与实际情况相符合。（2）单元特性分析选择位移模式在有限单元法中，选择节点位移作为基本耒知量时称为

6、位移法；选择节点力作为基本未知量时称为力法；取一部分节点力和一部分节点位移作为基本未知量时称为混合法。位移法易于实现计算口动化，所以，在有限单元法中位移法应用范围最广。当采用位移法时，物体或结构物离散化Z后，就可把单元总的一些物理量如位移，应变和应力等由节点位移来表示。这时可以对单元屮位移的分布采用一些能逼近原函数的近似函数予以描述。通常，有限元法我们就将位移表示为坐标变量的简单函数。这种函数称为位移模式或位移函数。分析单元的力学性质根据单元的材料性质、形状、尺寸、节点数目、位置及其含义等，找出单元节点力和节点位移的关系式，这是单元分析中的

7、关健一步。此时需要应用弹性力学中的儿何方程和物理方程来建立力和位移的方程式，从而导出单元刚度矩阵，这是有限元法的基本步骤之一。计算筹效节点力物体离散化后，假定力是通过节点从一个单元传递到另一个单元。但是，対于实际的连续体，力是从单元的公共边传递到另一个单元中去的。因而，这种作用在单元边界上的表而力、体积力和集屮力都需要等效的移到节点上去，也就是用等效的节点力来代替所有作用在单元上的力。（3）单元组集利川结构力的平衡条件和边界条件把各个单元按原来的结构垂新连接起来,形成整体的有限元方程式中，K是整体结构的刚度矩阵；q是节点位移列阵；f是载荷列

8、阵。(4)求解未知节点位移解有限元方程式得出位移。这里，可以根据方程组的具体特点来选择合适的计算方法。通过上述分析，可以看出，有限单元法的基木思想是”一分一合”，分是为了就进行单