方宁[1]2004年在《提速机车柴油机曲轴振动与疲劳仿真》文中指出曲轴，作为机车柴油机的主要运动件，其性能优劣直接影响到柴油机的可靠性和寿命。在周期性变化的动载荷作用下，曲轴系统有可能在发动机工作转速范围内发生强烈共振，动应力急剧增大，致使曲轴出现弯曲疲劳破坏和扭转疲劳破坏。因而，能够较准确地分析曲轴的动力特性、进行强度校核以及疲劳寿命的评估就显得极为重要。 铁路运输向高速、重载的方向发展，对机车柴油机的设计性能要求会更加苛刻。相应地，人们对柴油机曲轴各项性能指标要求更加严格。而传统的曲轴研究方法多是基于简单的模型求解，或常常只做模态响应分析，而很少深入到疲劳寿命析评估，这显然已不能满足机车提速的要求。 在探讨了与模态分析、响应分析以及疲劳寿命预测相关理论的基础上，本文运用叁维有限元数值仿真方法，系统地提出了从曲轴的固有模态分析，到动力响应分析，再到强度校核、疲劳寿命评估的技术路线。这在技术上解决了若干与建模相关的关键技术问题，与以往的梁元模型相比，本文通过动力响应分析，以动应力来校核曲轴的强度、评估其疲劳寿命，其结果更加精确。最后，以某提速机车16缸内燃机曲轴为工程应用对象，对提出的技术路线进行了进一步地验证，获得了有价值的计算结果。 对机车柴油机而言，本文提出的方法及数值仿真技术路线在工程上具有推广价值。
高志礼[2]2011年在《虚拟样机技术在大轴重铁路罐车设计中应用研究》文中研究表明铁路机车车辆虚拟样机系统是虚拟样机技术在铁路机车车辆设计与制造行业的具体应用,它是一个全面支持高速动车组、重载货车、提速机车叁大新型产品开发与设计的集成仿真系统。论文指出虚拟样机最核心的技术是性能仿真(CAE)。围绕虚拟样机性能仿真管理与支撑技术,论文开展了一系列研究。本文基于Hypermesh/Optistruct软件以及Ansys软件,以铁路罐车车体为研究对象,建立了1/2车体的有限单元模型,计算了车体的强度、刚度和屈曲；以此为基础,以各部分板的厚度为设计变量,以强度和刚度为约束,以车体重量最小为目标,建立了车体的优化数学模型,用可行方向法实现了多工况强度和刚度约束下车体重量最小化设计研究。对优化后的车体焊缝疲劳寿命和车体结构线性稳定性进行了评估,焊缝疲劳寿命评估采用ASME-2007标准主S-N曲线法,基于对网格不敏感的等效结构应力法,稳定性主要考虑了压缩载荷作用下的结构线性屈曲稳定性,研究内容和得到的结论如下：1、建立铁路罐车车体几何及有限元模型,进行静强度计算并对结果进行分析；2、对铁路罐车车体进行结构线性稳定性分析和主要焊缝疲劳寿命预测,从而确定是否具有充分的优化设计空间；3、建立尺寸优化模型,并进行结构优化设计4、对结构优化设计后的铁路罐车车体进行结构线性稳定性校核,并根据结构稳定性计算情况对优化结果进行修正,使其满足静力及结构稳定性要求；5、校核修正后的铁路罐车车体的主要焊缝的疲劳寿命。本文基于Hypermesh/Optistruct软件对铁路罐车进行结构优化设计最终使车体减重13.83%,并满足了强度、刚度及结构线性稳定性和焊缝疲劳强度的要求,达到了轻量化的目标,为铁路罐车车体的轻量化设计提供一个新的方法,基于本文的研究可以对铁路罐车进行包括更多工况、尺寸、形状一体化的涉及以及多学科的优化设计,以提高铁路罐车的设计水平。
参考文献：
[1]. 提速机车柴油机曲轴振动与疲劳仿真[D]. 方宁. 大连交通大学. 2004
[2]. 虚拟样机技术在大轴重铁路罐车设计中应用研究[D]. 高志礼. 大连交通大学. 2011