基于ANSYS的高速客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架可靠性研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的隨機(jī)性是普遍存在的，而這種隨機(jī)性的存在往往會(huì)帶來結(jié)構(gòu)響應(yīng)參數(shù)的不確定性。在結(jié)構(gòu)可靠性分析中，通過研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變量隨機(jī)性對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)量的影響，可以給出衡量結(jié)構(gòu)響應(yīng)參數(shù)隨機(jī)性程度的一個(gè)概率值，從而量化了響應(yīng)量的這種不確定性?，F(xiàn)代有限元技術(shù)和動(dòng)力學(xué)仿真分析技術(shù)的發(fā)展，為結(jié)構(gòu)可靠性分析技術(shù)在工程領(lǐng)域內(nèi)推廣提供了良好的契機(jī)。在鐵道車輛組成部件中，轉(zhuǎn)向架對(duì)保證鐵道車輛運(yùn)行品質(zhì)尤為重要，在車輛運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)向架在承受著由車體和線路傳來的各

2、種載荷的同時(shí)，還要確保車輛具有良好的動(dòng)力學(xué)性能，而構(gòu)架作為轉(zhuǎn)向架最重要的承載部件和安裝基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)可靠性一直都是轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)、分析所關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　本文從結(jié)構(gòu)可靠性角度出發(fā)，以我國(guó)某城際高速客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為研究對(duì)象，考慮了構(gòu)架設(shè)計(jì)中存在的隨機(jī)因素，建立了構(gòu)架靜強(qiáng)度失效極限狀態(tài)方程。首先，借助有限元分析軟件ANSYS創(chuàng)建構(gòu)架有限元模型，并結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該構(gòu)架靜強(qiáng)度進(jìn)行分析評(píng)估。同時(shí)利用UIC-ORE多軸應(yīng)力轉(zhuǎn)化為單軸應(yīng)力疲勞強(qiáng)度評(píng)估

3、方法，對(duì)該構(gòu)架主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評(píng)定。結(jié)果表明，該構(gòu)架靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)定要求。
　　在確定性分析中，構(gòu)架靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)估要求。而在本文進(jìn)一步的構(gòu)架靜強(qiáng)度可靠性研究中，則考慮了設(shè)計(jì)變量的隨機(jī)性。根據(jù)構(gòu)架靜強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，確定了兩個(gè)構(gòu)架靜強(qiáng)度分析工況，利用ANSYS中集成的可靠性分析模塊PDS，對(duì)構(gòu)架靜強(qiáng)度可靠性進(jìn)行分析。由于兩種分析工況各自的功能函數(shù)與載荷條件的不同，采用Monte Car

4、lo法對(duì)構(gòu)架進(jìn)行可靠性分析，分析結(jié)果顯示，構(gòu)架在超常載荷工況作用下的可靠性分析循環(huán)中沒有出現(xiàn)靜強(qiáng)度失效樣本，可以認(rèn)為構(gòu)架在該工況下靜強(qiáng)度可靠。而模擬運(yùn)營(yíng)載荷作用下的構(gòu)架靜強(qiáng)度卻存在著有一定的失效概率。構(gòu)架可靠性靈敏度分析結(jié)果可以顯示在諸多設(shè)計(jì)變量中尋找對(duì)構(gòu)架靜強(qiáng)度影響最顯著的因素，研究結(jié)果表明，在超常載荷中的扭曲載荷與側(cè)梁垂向載荷對(duì)構(gòu)架靜強(qiáng)度的可靠性有著顯著影響。
　　隨機(jī)輸入變量數(shù)據(jù)的來源對(duì)可靠性分析結(jié)果十分重要。本文嘗試?yán)脧?/p>