大轴重煤炭漏斗车关键部件疲劳强度仿真及试验研究

发布时间：2021-04-26 08:16

　　煤炭漏斗车是铁路重载运输的核心装备,与敞车相比,采用煤炭漏斗车可以加速车辆周转,提高卸货效率,获得良好的经济效益,因此开行煤炭漏斗车是提高各国铁路煤炭运输效率的最佳选择。国际重载运输协会（IHHA）在第1 1届南非国际重载大会上明确指出,以载重、快捷、节能为优势特征的大轴重货车将成为未来重载运输的核心技术装备。在此背景下,设计开发大轴重煤炭漏斗车是必然趋势。在既有铁路线路条件的制约下,车体轻量化设计已是公认的增加载重的有效措施,而车体轻量化带来的车辆关键部件疲劳问题也日益突出,严重影响铁路运输安全。因此,开展大轴重煤炭漏斗车关键部件的疲劳研究在目前铁路重载运输技术发展中意义重大。本课题以出口澳大利亚PN公司的NHDH型大轴重煤炭漏斗车为研究对象,针对该车关键部件出现的疲劳问题,采用有限元分析、线路运行试验相结合的研究方法,对该车关键部件疲劳破坏原因及改进方案进行了深入研究,主要包括:（1）对国内外大轴重煤炭漏斗车的技术现状进行分析总结,深入调研车辆运用中出现的关键部件疲劳问题,结合车辆结构特点及运用工况条件,从仿真分析与试验研究两方面入手,制定专项的技术解决方案。（2）以NHDH型大轴... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 大轴重煤炭漏斗车技术发展现状
        1.2.1 国内技术现状
        1.2.2 国外技术现状
        1.2.3 现有的疲劳问题
    1.3 主要研究内容
    本章小结
第二章 基本理论和方法
    2.1 有限元仿真基本理论
        2.1.1 弹性力学相关知识
        2.1.2 有限元分析基本步骤
    2.2 疲劳强度评估理论和方法
        2.2.1 名义应力法
        2.2.2 S-N曲线
        2.2.3 Miner线性累积损伤理论
    2.3 试验测试基本理论
        2.3.1 试验检测技术理论基础
        2.3.2 数据采集原理
    本章小结
第三章 大轴重煤炭漏斗车疲劳仿真分析研究
    3.1 NHDH型大轴重煤炭漏斗车简介
        3.1.1 车体结构特点
        3.1.2 主要车体性能参数
    3.2 基于AAR标准的车体疲劳强度评估
        3.2.1 评估流程
        3.2.2 疲劳载荷的选取
        3.2.3 载荷谱选取
        3.2.4 有限元模型建立
        3.2.5 车体疲劳寿命评估
        3.2.6 AAR标准评估结果
    3.3 特定工况下关键部件仿真分析
        3.3.1 车钩托梁分析
        3.3.2 侧墙隔板加强板分析
    本章小结
第四章 大轴重煤炭漏斗车线路运行试验
    4.1 试验技术方案
    4.2 试验关键技术研究
        4.2.1 无人值守测试技术
        4.2.2 牵引杆纵向载荷测试技术
        4.2.3 车钩托梁载荷测试技术
    4.3 试验内容
        4.3.1 试验车辆
        4.3.2 测点布置
        4.3.3 试验线路
        4.3.4 车辆编组
        4.3.5 试验工况
    4.4 数据采集
        4.4.1 采样频率
        4.4.2 采集要求
    4.5 线路运行试验
    本章小结
第五章 试验数据处理及分析
    5.1 数据处理流程及方法
        5.1.1 数据格式转换方法
        5.1.2 赋予数据参数
        5.1.3 数据零漂处理
        5.1.4 无效数据处理
        5.1.5 最大主应力计算方法
        5.1.6 载荷谱的编制方法
    5.2 牵引杆数据处理及分析
        5.2.1 牵引杆载荷谱编制
        5.2.2 牵引杆载荷分析
    5.3 车钩托梁数据处理及分析
        5.3.1 车钩托梁载荷谱编制
        5.3.2 车钩托梁载荷分析
    5.4 隔板加强板试验结果分析
        5.4.1 线路运行工况应力分析
        5.4.2 装、卸载工况应力分析
        5.4.3 线路运行工况振动分析
        5.4.4 装、卸载工况振动分析
        5.4.5 分析结论
    本章小结
第六章 基于线路实测数据的关键部件疲劳寿命评估
    6.1 车钩托梁疲劳寿命评估
        6.1.1 模型建立及分析方法
        6.1.2 托梁静强度计算
        6.1.3 托梁疲劳寿命仿真计算
    6.2 车体隔板加强板疲劳寿命评估
        6.2.1 评估点S-N曲线的选取
        6.2.2 隔板加强板各测点损伤计算
        6.2.3 隔板加强板应力测点疲劳寿命评估
    本章小结
第七章 关键部件结构改进及分析验证
    7.1 车钩托梁结构改进及分析验证
        7.1.1 改进方案制定
        7.1.2 改进方案分析验证
        7.1.3 验证结论
    7.2 隔板补强板结构改进及分析验证
        7.2.1 改进方案制定
        7.2.2 改进方案分析验证
        7.2.3 验证结论
    本章小结
结论与展望
参考文献
附录1 数据格式转换程序
附录2 NHDH型大轴重煤炭漏斗车牵引杆实测载荷谱
附录3 NHDH型大轴重煤炭漏斗车车钩托梁实测载荷谱
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]大轴重煤炭漏斗车轻量化技术研究[J]. 张超德,李建超,黄瑞,陆强,池海,傅茂海,安琪.  铁道机车车辆. 2016(02)
[3]大轴重煤炭漏斗车关键技术研究和应用[J]. 张超德,池海,叶毅,潘树平,傅茂海,安琪.  铁道机车车辆. 2015(04)
[4]铝合金材料在铁路货车上的应用研究[J]. 杨巨平.  铁道车辆. 2015(06)
[5]煤炭漏斗车运用与发展[J]. 何世球,刘凤伟,王宝磊.  铁道机车车辆. 2015(01)
[6]卸货状态下漏斗车车体疲劳强度分析[J]. 郝博,谢素明,王文.  大连交通大学学报. 2014(S1)
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[10]浅谈煤炭漏斗车的发展[J]. 谢松云,周菊香.  铁道车辆. 1994(11)

博士论文
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硕士论文
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[9]三向压力盒地应力测试与反演方法研究[D]. 许文龙.山东科技大学 2011
[10]载重80t通用敞车车体结构研究[D]. 黄昔平.中南大学 2010



本文编号：3161076