CRH5動車組內(nèi)端墻對車體結構整體承載性能的影響分析及輕量化研究.pdf

1、隨著資源緊缺問題的日益突出，結構輕量化越來越受到設計者的重視，其中性能和材料使用之間的權衡是結構優(yōu)化永恒的話題。本文通過對比分析CRH5動車組拆除內(nèi)端墻前后的M2S車體結構強度、彎曲剛度、扭轉剛度及模態(tài)，得出了內(nèi)端墻對車體整體強度、剛度及模態(tài)的影響。同時以車體質(zhì)量最輕為目標進行了單目標多工況優(yōu)化探討，并對內(nèi)端墻的結構進行了優(yōu)化設計。本文的主要內(nèi)容:
　　1)對結構復雜的車體進行了適當合理的簡化，建立了拆除內(nèi)端墻前后兩種車體的有限元

2、模型。
　　2)針對CRH5型動車組車體結構，依據(jù)EN12663:2000的相關要求，對其進行了十種主要組合工況下的有限元強度、剛度及模態(tài)分析，并對拆除內(nèi)端墻前后車體的強度、剛度和模態(tài)進行了分類對比，得出了內(nèi)端墻對車體相關性能的影響。
　　3)根據(jù)北車集團提供的車體結構靜強度試驗報告，將試驗測試值與仿真計算值進行了對比分析，經(jīng)驗證仿真結果可靠。
　　4)利用Isight優(yōu)化平臺萬能組件Simcode集成Ansys軟件，

3、完成了以內(nèi)端墻型材及車體底架斷面厚度為設計變量、以車體質(zhì)量最輕為目標的單目標多工況優(yōu)化。首先用試驗設計方法對設計變量進行樣本抽取，并得到設計變量對各響應性能的靈敏度;然后用基于近似模型的自適應模擬退火算法ASA與梯度優(yōu)化算法NLPQL相結合的優(yōu)化策略對車體質(zhì)量進行單目標優(yōu)化，效果明顯且優(yōu)化效率較高，優(yōu)化后車體的彎曲剛度、扭轉剛度及一階垂向彎曲振動有了不同程度的改善。
　　5)在內(nèi)端墻原有結構的基礎上，增加縱梁及橫梁結構，利用網(wǎng)格變