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摘要:文章详细介绍底架设备悬挂需要注意事项,并以地铁车辆底架设备中的悬挂梁为目标函数,以不锈钢及焊缝的疲劳强度为约束条件,以牵引逆变器质量为试验载荷,对底架设备悬挂座进行结构优化,在满足设计要求的的前提下减轻悬挂座质量,减少应力集中现象。
关键词:底架设备;悬挂梁;结构优化;强度
中图分类号:U231+.2
1 概述
为了保证城轨车辆安全稳定的运行品质,以及绿色环保的节能要求,城轨车辆越来越重视轻量化设计,为使车辆具有更高的可靠性,更低的能耗和更舒适的乘坐环境,本文以武汉2、4号线的牵引逆变器悬挂梁为目标进行优化设计,在满足材料强度、剛度要求的前提下,有效减少应力集中并降低自重。
2 结构优化设计数学模型
3.2 计算结果分析
悬挂梁采用10mm的不锈钢(X5CrNi18-10)板,屈服强度为205Mpa,考虑1.3的安全系数,许用应力为157.7Mpa。工况1中最大极限应力为82,小于许用应力为157.7Mpa,该悬挂梁满足强度计算要求。
5 优化结果分析
优化后应力计算结果如图3所示,最大应力值为95Mpa,小于材料屈服强度,及设计结果安全,另外从应力云图中显示,优化后的模型应力过度自然,有效减少了应力集中现象,优化前模型质量为32Kg,优化后模型质量为25.9,悬挂梁质量降低19%,结构轻量化明显。
6 结论
综合上述分析可得出如下结论:在悬挂梁的原方案设计中,保证结构应力水平满足设计或应用要求的条件下,应尽可能的考虑悬挂梁的设计, 包括强度、 刚度以及结构工艺性, 以实现结构应力均匀分布,得到设计合理的轻量化结果。
参考文献:
[1]有限元仿真计算及优化分析 林松,高庆…导弹与航天运载技术-2007年5期
[2]DIN EN 12663-2000 铁路设施.铁路车辆车身的结构要求
关键词:底架设备;悬挂梁;结构优化;强度
中图分类号:U231+.2
1 概述
为了保证城轨车辆安全稳定的运行品质,以及绿色环保的节能要求,城轨车辆越来越重视轻量化设计,为使车辆具有更高的可靠性,更低的能耗和更舒适的乘坐环境,本文以武汉2、4号线的牵引逆变器悬挂梁为目标进行优化设计,在满足材料强度、剛度要求的前提下,有效减少应力集中并降低自重。
2 结构优化设计数学模型
3.2 计算结果分析
悬挂梁采用10mm的不锈钢(X5CrNi18-10)板,屈服强度为205Mpa,考虑1.3的安全系数,许用应力为157.7Mpa。工况1中最大极限应力为82,小于许用应力为157.7Mpa,该悬挂梁满足强度计算要求。
5 优化结果分析
优化后应力计算结果如图3所示,最大应力值为95Mpa,小于材料屈服强度,及设计结果安全,另外从应力云图中显示,优化后的模型应力过度自然,有效减少了应力集中现象,优化前模型质量为32Kg,优化后模型质量为25.9,悬挂梁质量降低19%,结构轻量化明显。
6 结论
综合上述分析可得出如下结论:在悬挂梁的原方案设计中,保证结构应力水平满足设计或应用要求的条件下,应尽可能的考虑悬挂梁的设计, 包括强度、 刚度以及结构工艺性, 以实现结构应力均匀分布,得到设计合理的轻量化结果。
参考文献:
[1]有限元仿真计算及优化分析 林松,高庆…导弹与航天运载技术-2007年5期
[2]DIN EN 12663-2000 铁路设施.铁路车辆车身的结构要求