基于ABAQUS的懸掛式單軌系統(tǒng)軌道梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、懸掛式單軌交通系統(tǒng)作為單軌交通的形式之一，具備城市空間利用率高、建設(shè)成本低、建設(shè)速度快、安全性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，其在德國(guó)和日本的應(yīng)用最為廣泛。然而，國(guó)內(nèi)對(duì)懸掛式單軌的研究尚處于起步階段，缺乏相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。軌道梁作為懸掛式單軌系統(tǒng)的重要組成部分，具有承載、導(dǎo)向和穩(wěn)定車(chē)輛的作用。設(shè)計(jì)合理的軌道梁截面形式和最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可為未來(lái)懸掛式單軌在我國(guó)的發(fā)展提供一定的理論支持。
　　本文闡述了懸掛式單軌系統(tǒng)軌道梁的構(gòu)造特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則，借

2、鑒德國(guó)小斷面軌道梁形式，參考我國(guó)現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)懸掛式單軌系統(tǒng)軌道梁進(jìn)行了試探性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定了截面結(jié)構(gòu)和尺寸，提出了軌道梁穩(wěn)定性、強(qiáng)度及剛度校核標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了軌道梁的載荷類(lèi)型及載荷作用區(qū)域。運(yùn)用列舉比較法，利用Solidworks三維建模軟件和ABAQUS有限元分析軟件對(duì)懸掛式單軌直線和平面曲線半徑為100m的曲線軌道梁進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討，即在滿足國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)的前提下，當(dāng)軌道梁跨距L(m)、梁板厚度t(mm)和

3、加強(qiáng)筋間距l(xiāng)(m)取不同值時(shí)，以1km梁架橋用鋼量最小為目標(biāo)函數(shù)對(duì)軌道梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。經(jīng)分析得出:①直線軌道梁最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)為L(zhǎng)=30m，t=14mm，l=1.4m;②曲線軌道梁最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)為L(zhǎng)=28m，t=12mm，l=1.4m。
　　同時(shí)，本文重點(diǎn)分析了直線/曲線軌道梁的應(yīng)力及整體與局部變形規(guī)律。直線軌道梁在自重載荷、垂向活載及沖擊載荷的作用下，在垂向發(fā)生了彎曲變形，梁的走行面在垂向彎曲變形的同時(shí)，還發(fā)生了微小的局部翻轉(zhuǎn)變形。曲