客车模态计算与试验研究

发布时间：2017-04-24 04:08

  本文关键词：客车模态计算与试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前我国铁路已进入“大跨越发展阶段”,马上要进行第六次大提速。这种情况 下,列车的高速性能受到广泛重视,而车体是列车运行性能的表现主体,其高速性能 最为关键。以往只是简单了解车体动态性能,没有进行详细的研究。 针对这一问题,铁道部科学教育司于2003年提出“客车模态试验方法及评定规 范的研究(2003J041) ”课题,旨在通过对车体模态试验方法和数值模拟方法的研究, 提出符合我国国情的高速车体模态评定规范。本文为该课题的子课题,主要进行了车 体振动模态的数值模拟和振动台试验,为该项目的研究奠定了基础。本文工作分为数 值模拟和试验研究两部分。 1) 数值模拟:在一YZ25G型硬座空调客车AutoCAD二维图纸的基础上,利用 大型有限元分析软件I-DEAS建立了其有限元模型,对车体建模难点进行了详细研究, 验证了整备车体配重的不同模拟方法及其对车体动态性能的影响,为后续数值模拟提 供了依据;进行了模态计算,提出了对我国铁道车辆模态试验有用的建议;计算了车 体振动模态灵敏度,为我国高速车体自主设计提供了依据。 2) 试验研究:参加了两次车体振动台试验和锤击试验,并在-25T型不锈钢车 体振动台试验的基础上,对试验原理、激励方法、传感器布点等进行了详细研究,并 与数值结果进行了比较。 本文对铁道车辆数值模拟和试验进行了详细研究,保证了该课题的完成,为后续 的车体模态研究提供了依据。
【关键词】：高速客车 车体模态 有限元分析 模态试验 I-DEAS 灵敏度计算
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U467
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章绪论8-13
• 1.1课题背景8
• 1.2铁道客车振动模态国内外研究现状8-11
• 1.2.1铁道车辆模态标准研究现状8-9
• 1.2.2有限元法在铁道车辆模态分析中的应用9-10
• 1.2.3模态试验国内外研究现状10-11
• 1.3本文主要工作11-12
• 1.4各章节内容安排12-13
• 第二章车体有限元模型的建立13-28
• 2.1有限元分析应用状况13
• 2.2CAD／CAE软件的选择13-16
• 2.2.1CAD／CAE软件13
• 2.2.2I-DEAS介绍13-16
• 2.3车体几何模型的建立16-19
• 2.3.1建立有限元模型的基本方法16
• 2.3.2车体钢结构几何模型的建立16-18
• 2.3.3几何模型的检查18
• 2.3.4I-DEAS中建立几何模型经验总结18-19
• 2.4车体钢结构模型单元选取和网格划分19-24
• 2.4.1车体钢结构部件尺寸和材料介绍19-20
• 2.4.2单元介绍20-21
• 2.4.3网格尺寸的确定21-22
• 2.4.4初步划分完成后的检查完善22-23
• 2.4.5整车钢结构模型的建立23-24
• 2.5整备车体的模拟24-26
• 2.5.1附属配件质量的模拟24-26
• 2.5.2附属配件刚度的模拟26
• 2.6简化车体的建立26-28
• 第三章车体模态分析计算28-36
• 3.1模态分析理论基础28-29
• 3.2I-DEAS模态分析算法介绍29-30
• 3.2.1I-Guyan缩减法29
• 3.2.2SVI子空间法29
• 3.2.3Block Lanczos法29-30
• 3.3实车模型模态计算及结果对比分析30-33
• 3.3.1车体钢结构计算结果30-31
• 3.3.2车体质量模拟各种情况计算结果31-32
• 3.3.3刚度模拟32-33
• 3.4简化车体模态计算结果及对比33-36
• 3.4.1简化车体有效性的检验33
• 3.4.2Block Lanczos法和SIV子空间法的对比33-36
• 第四章简化车体振动模态的灵敏度分析36-44
• 4.1灵敏度分析理论基础36-40
• 4.1.1固有频率对设计变量的灵敏度36-38
• 4.1.2固有频率对壳单元厚度参数的灵敏度38-40
• 4.2灵敏度计算及结果分析40-44
• 4.2.1I-DEAS中灵敏度计算方法介绍40-41
• 4.2.2计算步骤和结果分析41-44
• 第五章模态试验基础44-48
• 5.1模态试验简介44
• 5.2模态试验分析基本原理44-46
• 5.3工作模态分析的理论依据46-47
• 5.4多参考点最小二乘复指数法47-48
• 第六章不锈钢客车年体钢结构模态试验48-63
• 6.1试验概述48-49
• 6.2试验目的49
• 6.3测试分析软件49-50
• 6.3.1分析软件的主要功能49-50
• 6.4试验车辆及测点布置50-52
• 6.5模态试验的激励及测试52-53
• 6.6模态试验的数采系统53
• 6.7测试工况53-55
• 6.8模态试验结果及分析55-59
• 6.8.1弹性模态试验结果及分析55-58
• 6.8.1.1车体垂向弹性模态试验结果及分析55-57
• 6.8.1.2车体横向弹性模态试验结果及分析57-58
• 6.8.2车体刚体模态试验结果及分析58-59
• 6.9结论59-63
• 第七章模态试验分析63-71
• 7.1铁道车辆模态试验激励方法比较63-68
• 7.1.1激励方法介绍63
• 7.1.2锤击法63-64
• 7.1.3火箭激励法64-65
• 7.1.4卸载法65
• 7.1.5振动台法65-67
• 7.1.6环境激励法67-68
• 7.1.7结论68
• 7.2数值计算与试验结果比较68-71
• 第八章总结与展望71-73
• 8.1本文工作总结71
• 8.2展望71-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 附录硕士期间发表的论文77-78

【引证文献】

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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5 徐立黄;某火箭发射系统模态实验研究[D];南京理工大学;2011年

6 余思均;高速列车气动载荷车体疲劳强度研究[D];西南交通大学;2011年

7 麻会存;铁路检修轨道车车体结构仿真分析[D];大连交通大学;2011年

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本文编号：323546