基于ANSYS的高速动车组车体部件灵敏度分析.pdf

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1、第55卷第12期农业装备与车辆工程2017年12月Vol.55No.12AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGDecember2017doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2017.12.007基于ANSYS的高速动车组车体部件灵敏度分析11,221奉雅琴，王剑，马纪军，王帅（1.116028辽宁省大连市大连交通大学交通运输工程学院；2.063035河北省唐山市中车唐山机车车辆有限公司）[摘要]以高速动车组车体端墙为研究对象，以端墙墙板厚度为设计变量，基于ANSYS-PDS模块为分析平台，研究车体端墙二阶振动频率对设计变量

2、的灵敏度。基于蒙特卡罗法进行概率分析，得出了各个设计变量对车体端墙二阶频率影响的灵敏度图、车体端墙二阶振动频率与设计变量的关系曲线。在满足车体轻量化要求的前提下，根据灵敏度图和关系曲线图分析结果对车体端墙进行结构优化，提高了端墙二阶振频率，并成功避开了车体的自振频率。[关键词]ANSYS；高速动车组；模态；灵敏度分析；优化设计[中图分类号]U226.2[文献标识码]A[文章编号]1673-3142(2017)12-0029-04SensitivityAnalysisofHighSpeedEMU′sBodyPartBasedonANSY11,221FengYaqin,WangJian,

3、MaJijun,WangShuai(1.Traffic&TransportationSchool,DalianJiaotongUniversity,DalianCity,LiaoningProvince116028,China;2.CRRCTangshanCooperationLimited,TangshanCity,HebeiProvince063065,China)[Abstract]TakingthebodyendwallofhighspeedEMUasresearchobject,andthewallboards’thicknessoftheendwallasthedesig

4、nvariables,westudythesensitivityofthesecond-ordervibrationfrequencytodesignvariablesbasedontheANSYS-PDSmodule.ProbabilityanalysisbasedonMonteCarlomethodallowsustoobtainthesensitivitydiagramofeachdesignvariabletothesecond-ordervibrationfrequencyofthebodyendwallandtherelationshipcurvebetweenthese

5、cond-ordervibrationfrequencyandthedesignvariables,accordingtotheanalysisresultsofthesensitivitydiagramandtherelationshipcurve.Underthepremiseofmeetingthelightweightrequirements,weoptimizethestructureofthebodywalltoincreasethesecond-ordervibrationfrequencyoftheendwallandavoidthenaturalvibrationf

6、requency.[Keywords]ANSYS;highspeedEMU;modeling;sensitivityanalysis;optimizationdesign0引言根据要求，需要对端墙局部进行优化设计，达到减振降噪的目的。模态分析用于确定机械部件的固有频率和振由于不同厚度的板对端墙模态的影响程度不型，它们是结构承载设计中的重要参数。模态分同，需要确定不同几何尺寸对模态影响的大小，析是结构动态设计及设备故障诊断的重要方法，本文基于ANSYS-PDS模块中的灵敏度分析技术，已成功应用于铁道、航空、航天、核工业等各个[1]采用蒙特卡罗法中的LHS抽样法，将端墙板厚工程部门。尺寸

7、作为随机输入参数，提取第二阶模态振动频随着我国高速铁路的迅猛发展，列车运行率作为输出参数，利用灵敏度信息分析端墙的几速度的不断提升导致外界激扰频率增加，车体[4]何尺寸对第二阶振动频率的影响。的振动模态直接影响到车辆运行的安全性和舒[2]适性。某动车组在运行期间，受外部载荷激励，1ANSYS概率设计（PDS）分析技术车体端墙板位置产生了剧烈振动，严重影响了乘PDS(ProbabilisticDesign)即概率设计，该模客乘坐的舒适性。为检验车体设计的合理