基于ALGOR的转向架参数测试台加载平台强度仿真分析研究本科生毕业论文Word格式文档下载.docx

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学院交通学院

专业汽车工程运用

指导教师徐观职称副教授

吉林大学学士学位论文（设计）承诺书

本人郑重承诺：

所呈交的学士学位毕业论文（设计），是本人在指导教师的指导下，独立进行实验、设计、调研等工作基础上取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品成果。

对本人实验或设计中做出重要贡献的个人或集体，均已在文中以明确的方式注明。

本人完全意识到本承诺书的法律结果由本人承担。

学士学位论文（设计）作者签名：

赵坤

年月日

摘要

当前世界经济快速发展，人民生活水平不断提高，在满足物质要求的前提下，更多的人选择外出旅游来缓解当下的生活压力，尤其是中国这样一个人口众多，资源丰富的国家，轨道运输的重要性就凸显了出来。

当然，轨道运输的优势也有别于其他交通方式，例如单次运输量大，安全性高，速度快，节约能源和保护环境。

因此我们可以看到在未来的交通运输领域，发展轨道交通是必然趋势，特别是在一些大城市，发展城市轨道交通更是一个解决交通拥堵行之有效的办法。

我国自1997年以来，已经进行了六次铁路提速，速度的提高必然也要考虑对其它因素的影响，比如轨道车辆的稳定性、安全性和乘坐的舒适性。

毫无疑问，性能决定于参数，在机械设计及制造过程中，参数具有极其重要的作用，轨道车辆的设计研发也不例外。

针对目前的现状，众多国内外的轨道车辆研究机构不约而同的开始进行轨道车辆参数试验台的设计研发，有助于科研人员方便的测定轨道车辆的参数，并分析其性能，本文将要讨论的是基于Algor的转向架参数测试台加载平台的仿真分析研究。

本论文简单介绍了高速轨道车辆参数测试台的国内外研究现状，再进一步介绍轨道车辆参数试验台加载平台的结构和其工作原理。

本文采用有限元分析方法，研究高速轨道车辆的参数测试台加载平台的强度，利用Algor仿真软件对参数测试台加载平台进行线性静力学有限元分析，找到静态作用下的最大应力、最大位移，最大应变。

关键字：

性能；

参数试验台；

加载平台；

强度；

Abstract

Thecurrentworldofrapideconomicdevelopment,people'

slivingstandardsimprove,tomeetthephysicalrequirementsofthepremise,morepeoplechoosetotraveltoeasethepressureofthemoment,especiallyinChina,alargepopulation,resource-richcountries,theimportanceofrailtransportishighlighted.Ofcourse,theadvantagesofrailtransportisalsodifferentfromothermodesoftransportation,suchasasinglelargetransportcapacity,safe,fast,saveenergyandprotecttheenvironment.Sowecanseethatinthefuturethetransportsector,thedevelopmentofrailtransportisaninevitabletrend,especiallyinsomelargecities,thedevelopmentofurbanrailtransitisaneffectivewaytosolvetrafficcongestion.Ourcountrysince1997,hasconductedsixrailwayspeed,increasingspeedinevitablyhavetoconsidertheimpactofotherfactors,suchasthestabilityofrailvehicles,safetyandridecomfort.Undoubtedly,theperformancedependsontheparameters,inthemechanicaldesignandmanufacturingprocess,parametershaveanextremelyimportantroleinthedesignanddevelopmentofrailvehiclesarenoexception.Forthecurrentsituation,manyrailvehicleresearchinstitutesathomeandabroadbeganspontaneouslyparametertestbenchrailvehicledesignanddevelopment,tohelpfacilitatethedeterminationoftheparametersoftherailvehicleresearchstaff,andanalyzeitsperformance,willbediscussedinthisarticleisbasedonAlgorsimulationanalysisofparametrictestbenchbogieloadplatform.

Thispaperintroducestheresearchstatusofhigh-speedrailvehicletestingstationparametersandfurtherintroducetheparametertestbedrailvehicleloadplatformstructureandhowitworks.Inthispaper,thefiniteelementanalysismethodtostudythestrengthparametertesthigh-speedrailvehicleloadingplatform,usingAlgorSimulationsoftwareforparametrictestbedplatformforlinearstaticsloadfiniteelementanalysis,tofindthemaximumstressunderstaticeffect,themaximumdisplacement,maximumstrain.

Keywords:

Performance,Parametertestbench,Loadingplatform,Strength;

目录

第1章绪论4

1.1轨道车辆参数测试台的国内外研究现状4

1.1.1国外轨道车辆参数测试台的研究现状4

1.1.2国内轨道车辆参数测试台的研究现状5

1.2轨道车辆参数测试台研究的目的和意义7

1.3本论文的研究内容8

第2章六自由度加载平台的结构及工作原理9

2.1六自由度加载平台的结构9

2.2六自由度加载平台工作原理9

2.3本章小结9

第3章Algor有限元仿真软件的介绍及使用步骤10

3.1Algor简介10

3.2Algor线性静力学仿真分析步骤10

3.3本章小结11

第4章基于Algor的加载平台强度仿真分析12

4.1实心平板加载平台线性静力学分析12

4.1.1对实心加载平台实施垂向加载12

4.1.2对实心加载平台实施纵向加载26

4.1.3对实心加载平台实施横向加载31

4.1.4对实心加载平台同时实施垂向和纵向加载36

4.2六管焊接加载平台线性静力学分析40

4.2.1对六管焊接加载平台实施垂向加载40

4.2.2对六管焊接加载平台实施纵向加载52

4.2.3对六管焊接加载平台实施横向加载57

4.2.4对六管焊接平台同时施加垂向力和纵向力62

4.3井字形肋板加载平台线性静力学分析66

4.3.1对井字形肋板加载平台实施垂向加载66

4.3.2对井字形肋板加载平台实施纵向加载78

4.3.3对井字形肋板加载平台实施横向加载83

4.3.4对井字形肋板加载平台同时施加垂向力和纵向力88

4.4本章小节92

第5章结论93

参考文献94

致谢95

第1章绪论

1.1轨道车辆参数测试台的国内外研究现状

近些年来，由于轨道车辆的快速发展，尤其是高速轨道车辆的突飞猛进式前行，为了适应这一变化，众多的国内外研究机构和轨道车辆生产商投入到轨道车辆测试平台的研制当中，在这样一个百花齐放的年代，不同机构研制出的测试台对于参数的测试和所能实现功能的多少也是不尽相同的。

1.1.1国外轨道车辆参数测试台的研究现状

国外轨道交通的发展是比较早的，因此他们对于轨道车辆参数测试平台的研究也一直走在世界前列。

从1960年开始，西方的一些发达国家以及我们的近邻日本开始对转向架参数测试方法和实验设备的开发进行研究并取得了一定基础性成果，如法国威特里（Vitry）震动频率测试台、美国普韦布洛（Puebfo）疲劳强度测试台、英国道比（Derby）的悬挂系统震动分析台、日本铁道技术研究所的滚动测试台等[1]。

从上世纪八十年代开始，以美国为首的一些发达国家的研究机构以及轨道车辆生产企业对轨道车辆转向架性能参数的测试进行了一定的研究特别是针对转向架性能参数的测试方法和手段提出了切实可行的技术方案，一些专门应用于转向架特性参数测试的试验台应运而生。

近些年来，轨道交通高速发展，很多大型的研究机构及生产企业也加大对轨道车辆的资金投入，使得转向架技术也得到了迅猛发展[2]。

1972年，德国投入了5亿马克研制了世界上首台滚动振动试验台和动力学仿真软件MEDYNA，此举就是为了保持其在铁路领域的领先地位。

该试验台可对最高实验速度500km/h以内的轨道车辆进行路试动态模拟和模态分析，是当时世界上功能最完备的滚振试验台[3]。

如图1.1所示，德国温德霍夫（Windhoff）公司开发了可以对转向架性能进行综合测试的列车转向架自动测试试验台。

该试验台可以在静态下对不同轴距（1800~3000mm为自动调整，0~5000mm为手动调整）、不同轨距（760~1676mm）、不同载质量（最大400KN，测试精度为±

200N）的动力及非动力转向架进行测试[4]。

它可以完成对轴距和轮距的测量，测量精度可达到0.1mm，还可以对各车轴和车轮上的负荷进行称重，精度可达200N，根据实验条件对转向架施加额定载荷，测试转向架的一系悬挂装置的横向刚度以及二系悬挂装置的横向刚度，由于所设计的结构不尽完美，导致此测试系统不能实现整台车的综合悬挂、一系、二系悬挂的垂向刚度、纵向刚度及回转方向刚度的测试。

此外，还有一些轨道车辆生产厂家研发出了