基于ANSYS的動車組水箱吊裝結構強度分析

2016-11-01 by:CAE仿真在線來源:互聯網

隨著動車組運營速度的不斷提升,其車上吊裝結構的設計是否合理將關系著動車組的安全運行。本文在對動車組車內水箱吊裝結構模型合理簡化的基礎上,利用 ANSYS軟件對其進行了有限元模型的創建,并依據標準 EN12663 ,確定了其載荷工況,完成了對 C 型槽、滑塊、聯接螺栓的強度校核,其結果對水箱結構的設計及優化具有一定參考意義。

1 前言

隨著動車組運營速度的不斷提升,其運行的安全性、可靠性越來越受到人們的關注。由于動車組車上、車下吊裝設備甚多,如果在列車高速運行中,結構一旦失效,造成的后果將難以估計。因此,吊裝結構設計是否安全、可靠,對列車的安全服役具有重要意義。

本文利用大型有限元分析軟件ANSYS,依據高速列車的相關標準,對動車組車內吊裝水箱結構進行了強度分析計算,從而對結構設計的安全性及可靠性進行了校核與驗證。

2 吊裝水箱強度分析計算

本文計算分析的吊裝水箱安裝于車頂區域,用于給車內旅客供水。水箱上焊接有四個支架,每個支架上開兩個長圓孔,整個水箱通過其上的支架用墊塊(4個)、滑塊(8個)、螺栓(8個)、墊片吊裝于車頂鋁型材C型槽內,安裝示意圖如圖1-圖2所示。

2.1 有限元模型建立

本文計算利用ANSYS WORKBENCH軟件進行前處理建模及網格劃分。其中,將車頂簡化,只截取了吊裝水箱的一段鋁型材,其四周施加固定約束;水箱簡化成質量單元,通過剛性元連接于水箱支架,如圖3(a)所示;車頂、墊塊、螺栓、滑塊等部件采用六面體單元建模,有限元模型共包括927733個節點和197695個單元,如圖3(b)所示。