輕軌道岔梁的承載力分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、道岔梁是車輛的走行軌道，起導(dǎo)向和穩(wěn)定的作用，也要承受在各種復(fù)雜工況下的沖擊荷載，是車輛運行載荷的主要承受裝置。道岔是整個軌道交通系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，它關(guān)系到車輛是否能安全、穩(wěn)定地運行，因此，軌道道岔結(jié)構(gòu)應(yīng)與列車的運行安全相適應(yīng)。重慶軌道交通集團(tuán)委托川東造船廠生產(chǎn)的輕軌道岔梁，是由鋼板制成的箱形結(jié)構(gòu)件。由于道岔梁的特殊性與重要性，對道岔系統(tǒng)的安全可靠性要求很高，因此對其進(jìn)行承載力分析，以確保軌道交通系統(tǒng)的安全。如何減輕道岔梁的重量，降低生產(chǎn)

2、成本并保證列車運行的安全性和可靠性是需要進(jìn)一步解決的問題。
　　對道岔梁的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行充分的了解之后，首先簡要介紹了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的基本原理，利用有限元分析軟件ANSYS創(chuàng)建了道岔梁的模型，針對梁在各種工況下的受力情況分別進(jìn)行了靜力分析，精確地計算出了道岔梁整體的應(yīng)力和變形，并對梁各個部位的應(yīng)力和變形情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析，找出了應(yīng)力集中的部位。
　　其次，對道岔梁模型進(jìn)行了簡化，并利用有限元分析軟件HyperWorks對簡化后

3、模型進(jìn)行了幾何清理和連接方式的簡化處理，劃分網(wǎng)格，定義設(shè)計變量，創(chuàng)建約束和響應(yīng)，構(gòu)建優(yōu)化模型，分別對梁體進(jìn)行了尺寸優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化。根據(jù)尺寸優(yōu)化結(jié)果，調(diào)整了構(gòu)件的厚度，有效減輕了結(jié)構(gòu)的重量，重量下降達(dá)15.5％。根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果，找到了梁體材料的最佳分布，去除了部分構(gòu)件，并對隔板進(jìn)行了再設(shè)計，得出了一個最優(yōu)方案，結(jié)構(gòu)重量減輕了18.4％。通過形狀優(yōu)化，對梁體的截面尺寸進(jìn)行了調(diào)整，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)重量下降了2.63％。
　　最后