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有限元在輪對中的應用國內外研究現狀

時間:2019-05-24 21:42來源:畢業論文
有限元的出現已有將近四十年的時間,其涉及的領域包括機械制造、土木工程、電子電器、材料工程、航空航天等。有限元的應用使各領域的設計水平放生了質的飛躍。 從當今國際上有

有限元的出現已有將近四十年的時間,其涉及的領域包括機械制造、土木工程電子電器、材料工程、航空航天等。有限元的應用使各領域的設計水平放生了質的飛躍。
從當今國際上有限元軟件的發展情況來看,其發展趨勢有:
①有限元軟件可與大多數cad軟件相關集成,我們可以在cad軟件中完成部件的機構設計然后將其導入進有限元軟件中進行有限元的相關分析,這樣不僅大大提高了設計的效率,也能使設計師更快捷的發現設計的問題所在。35672
②有限元軟件將具有強大的網格處理能力,在對于三維實體模型生成的網格的質量和效率將大大提高。尤其是人們所期待的六面體網格,其網格的求解和收斂速度也將提高。對于許多工程問題,自適應性網格化分會得到很好的使用。論文網
③有限元軟件對于非線性問題的求解能力將大大提高。許多工程材料相關的破壞失效問題僅僅依靠線性理論是不能實現的,必須依靠非線性得到。本文將使用的ABAQUS軟件對于非線性研究將有很大幫助。
④耦合場的研究。由于有限元分析的問題向著復雜化,深入化的發展,單一的結構場求解將很難滿足要求。耦合場必定是CAE軟件的發展方向。
⑤有限元軟件將對用戶開放程序。有限元軟件開放商很難滿足所有用戶對軟件功能的要求。因此其允許用戶根據自己需要對軟件的程序進行改變以及擴大。包括用戶自定義單元特性等。
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有限元軟件采用先進的計算技術,其功能將被越來越多的廣大用戶所接受和使用,其性能也會不斷提高。
隨著社會的發展,傳統的通過對實體輪對通過實驗進行受力分析的方式也將被通過創建輪對模型運用有限元法進行受力分析所取代。
有限元在輪對中的應用現狀
輪軸是鐵路機車車輛走形部位的重要部件,也直接關系到行車的安全性。在鐵路誕生以來的160多年中,隨著鐵路運輸的發展,輪軸技術的進步一直是世界各國鐵路所關注的熱點。
通過大量的實驗數據以及理論研究,國內外對與車輪車軸結構強度分析都有著不同程度的研究,并制定了相關設計標準。
對于車輪結構,在歐洲鐵路行業,主要基于國際鐵路聯盟UIC510-5:2007《Technical approval of solid wheels》[1]和歐洲EN13979-1:2004《Railway application-Wheel sets and bogies-Mononbloc wheels-Technical approval procedure-Part 1:Forged and rolled wheels》[2]標準規定的機械設計載荷和載荷工況,應用結構有限元法對車輪輻板進行基于無限壽命設計準則的疲勞強度理論計算校核;日本鐵路針對鐵道車輛車輪輻板的實驗室疲勞強度試驗研究,也相應提出了一套機械設計載荷和載荷工況確定方法;美國AAR標準S-660-83《機車和貨車車輪設計分析評定辦法》[3]規定了計算載荷和工況,采用了安全系數比較的評定辦法。
對于車軸,目前國際上鐵道機車車輛車軸結構設計主要采用了以下兩種辦法:日本鐵路JIS標準[4]和歐洲EN標準中規定的設計方法。我國當前機車車輛的車軸設計主要基于歐洲EN13103-2002《Railway application-Wheelsets and bogies-Non-powered axels-Design method》和EN13104-2002《Railway application-Wheelsets and bogies-Powered axels-Design method》給出的方法,其強度計算方法采用材料力學理論確定車軸危險截面的應力分布。 源¥自%六:維;論-文'網=www.aftnzs.live
國內在對輪對強度的研究中,唐道武[5]使用ANSYS8.1軟件對帶腹板孔車輪進行了三維有限元分析,計算出車輪在直線、曲線、道岔三種工況時其部位的應力分布,利用兩種方法算出車輪的安全系數,并且對其疲勞強度進行了分析。劉會英[6]突出了主動輪和從動車輪強度計算的栽荷和當量靜應力及疲勞應力計算方法。米彩盈[7]基于國際鐵路聯盟相關標準,確定了動力車車輪強度分析和對栽荷的計算分析,對車輪進行了有限元建模,對車輪的應力分布進行了模擬,并進行了相關的強度分析。 有限元在輪對中的應用國內外研究現狀:http://www.aftnzs.live/yanjiu/20190524/33720.html
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