基于ANSYS Workbench的車(chē)架結(jié)構(gòu)有限元分析及拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、車(chē)架作為電動(dòng)軌道車(chē)車(chē)身的重要承載結(jié)構(gòu)，承受著行駛時(shí)產(chǎn)生的各類(lèi)復(fù)雜載荷，對(duì)整車(chē)性能的優(yōu)劣有其至關(guān)重要的影響。車(chē)架需要承受彎曲、扭轉(zhuǎn)等各種載荷引起的剪切力和彎矩，需要承受電機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的不平衡等激振引起的振動(dòng)，所以車(chē)架特性對(duì)電動(dòng)軌道車(chē)的整車(chē)性能十分重要。通過(guò)有限元法研究車(chē)架性能及采用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)研究車(chē)架結(jié)構(gòu)，能夠有效的提升整車(chē)結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)性能。
　　本文以電動(dòng)軌道車(chē)的車(chē)架結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，采用ANSYS Workbench建立原車(chē)架

2、的有限元模型，計(jì)算車(chē)架的強(qiáng)度、剛度性能以及模態(tài)性能，并驗(yàn)證了原車(chē)架結(jié)構(gòu)的性能符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。采用拓?fù)鋬?yōu)化變密度法優(yōu)化了原車(chē)架結(jié)構(gòu)，依據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從新設(shè)計(jì)了軌道車(chē)車(chē)架及其零部件，并對(duì)新車(chē)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度性能和模態(tài)性能展開(kāi)了細(xì)致的研究，以期提升車(chē)架結(jié)構(gòu)及整車(chē)的性能，為車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
　　本文通過(guò)對(duì)比改進(jìn)前后車(chē)架結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能參數(shù)，證明了新車(chē)架結(jié)構(gòu)的有限元模型及所施加的邊界條件具備合理性。拓?fù)鋬?yōu)化研究表明，經(jīng)拓?fù)鋬?yōu)化后被研究的

3、新車(chē)架結(jié)構(gòu)的抗彎曲強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)剛度等性能參數(shù)均有一定幅度的提升，特別是車(chē)架結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)剛度提高較為顯著。車(chē)架的整體動(dòng)力學(xué)性能有較大的提高，特別是低階模態(tài)頻率有較大的提升，使新車(chē)架結(jié)構(gòu)有效的避免了較大振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)架的減振設(shè)計(jì)。
　　本文研究表明：研究車(chē)架的有限元法及車(chē)架拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)對(duì)于指導(dǎo)電動(dòng)軌道車(chē)車(chē)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較好的適用性。在實(shí)際車(chē)架的應(yīng)用中，采用有限元法及拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)對(duì)電動(dòng)軌道車(chē)車(chē)架展開(kāi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，不但能夠大幅增加整車(chē)剛度性