基于ANSYS的动车组水箱吊装结构强度分析

2016-11-01 by:CAE仿真在线来源:互联网

随着动车组运营速度的不断提升,其车上吊装结构的设计是否合理将关系着动车组的安全运行。本文在对动车组车内水箱吊装结构模型合理简化的基础上,利用 ANSYS软件对其进行了有限元模型的创建,并依据标准 EN12663 ,确定了其载荷工况,完成了对 C 型槽、滑块、联接螺栓的强度校核,其结果对水箱结构的设计及优化具有一定参考意义。

1 前言

随着动车组运营速度的不断提升,其运行的安全性、可靠性越来越受到人们的关注。由于动车组车上、车下吊装设备甚多,如果在列车高速运行中,结构一旦失效,造成的后果将难以估计。因此,吊装结构设计是否安全、可靠,对列车的安全服役具有重要意义。

本文利用大型有限元分析软件ANSYS,依据高速列车的相关标准,对动车组车内吊装水箱结构进行了强度分析计算,从而对结构设计的安全性及可靠性进行了校核与验证。

2 吊装水箱强度分析计算

本文计算分析的吊装水箱安装于车顶区域,用于给车内旅客供水。水箱上焊接有四个支架,每个支架上开两个长圆孔,整个水箱通过其上的支架用垫块(4个)、滑块(8个)、螺栓(8个)、垫片吊装于车顶铝型材C型槽内,安装示意图如图1-图2所示。

2.1 有限元模型建立

本文计算利用ANSYS WORKBENCH软件进行前处理建模及网格划分。其中,将车顶简化,只截取了吊装水箱的一段铝型材,其四周施加固定约束;水箱简化成质量单元,通过刚性元连接于水箱支架,如图3(a)所示;车顶、垫块、螺栓、滑块等部件采用六面体单元建模,有限元模型共包括927733个节点和197695个单元,如图3(b)所示。