基于雙向流固耦合的200升水箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、動車組車下水箱屬列車必備的車下懸掛部件，以保障旅客的飲用和生活用水。因此，保證水箱結(jié)構(gòu)的合理和使用安全十分重要。隨著高速列車不斷提速，水箱內(nèi)液體在列車加減速和制動時的晃動沖擊問題愈加突出。為了使水箱輕量化且能夠承受更大的沖擊載荷，需對水箱防波板孔徑和水箱板材厚度進行優(yōu)化。
　　本文以某高速動車組車下200L水箱為研究對象，基于雙向流固耦合，對水箱的靜載荷和沖擊載荷工況進行分析研究，并利用優(yōu)化軟件集成多學(xué)科軟件設(shè)計了一套水箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2、設(shè)計的流程，完成了滿足許用應(yīng)力下的水箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析。主要完成了以下幾個方面的工作:
　　(1)幾何模型的建立。利用三維造型Solidworks完成了水箱結(jié)構(gòu)及流體的三維建模。
　　(2)有限元模型的建立。利用Hypermesh和ICEM CFD分別對箱體和流體進行網(wǎng)格劃分。
　　(3)固體邊界條件的設(shè)置。在Hypermesh和ANSYS中設(shè)置固體域的約束條件、分析類型和邊界條件，并設(shè)置雙向流固耦合的耦合面。
　　

3、(4)網(wǎng)格的變形。分別在Sculptor中設(shè)置固體和流體網(wǎng)格的控制域，利用控制點實現(xiàn)了固體和流體網(wǎng)格的變形，并編寫文件實現(xiàn)了網(wǎng)格的自動變形。
　　(5)流體邊界和雙向流固耦合的設(shè)置。在CFX軟件中設(shè)置了流體邊界條件，并設(shè)置了雙向流固耦合的平臺。
　　(6)利用ANSYS完成了對水箱靜強度的分析，并利用CFX和ANSYS完成了基于雙向流固耦合下的沖擊載荷工況分析。利用優(yōu)化軟件Isight，采用試驗設(shè)計方法完成了水箱水位高度對水