中鐵聯(lián)合物流RUL-C1型卷鋼座架強(qiáng)度仿真及試驗(yàn)研究.pdf

1、卷鋼運(yùn)輸是鐵路貨物安全生產(chǎn)的重點(diǎn)，其由于外形特殊、質(zhì)量大，裝車后不易加固，容易在運(yùn)輸途中發(fā)生位移和滾動，這將導(dǎo)致貨車偏載、偏重，損壞車輛部件，甚至因貨物掉落而造成重大行車事故。近些年來，使用卷鋼座架裝運(yùn)卷鋼成為一種趨勢，既能裝卸方便，又能防止卷鋼破損。
　　卷鋼座架在投入使用前，需要校核其強(qiáng)度是否滿足運(yùn)輸安全要求，即通過試驗(yàn)?zāi)M調(diào)車沖撞工況，采集座架危險截面和關(guān)鍵點(diǎn)的工作應(yīng)力，再將工作應(yīng)力和材料的許用應(yīng)力作對比，若工作應(yīng)力小于許用

2、應(yīng)力，則座架強(qiáng)度合格，反之則不合格。以往的試驗(yàn)中，主要依靠檢測人員的經(jīng)驗(yàn)判斷座架危險截面和關(guān)鍵點(diǎn)的位置以布置測點(diǎn)，存在不確定性。有限元仿真分析能夠很好地模擬座架在調(diào)車沖撞工況下的應(yīng)力分布情況，指導(dǎo)試驗(yàn)測點(diǎn)布置，提高檢測試驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。此外，應(yīng)用有限元軟件改進(jìn)座架的薄弱部位，經(jīng)仿真計(jì)算合格后再進(jìn)行樣品生產(chǎn)和強(qiáng)度考核，能夠減少試驗(yàn)次數(shù)，降低試驗(yàn)費(fèi)用，減少人力、物力和時間上的投入。
　　論文采用理論分析和檢測試驗(yàn)相結(jié)合的形式，以中鐵聯(lián)合物

3、流股份有限公司生產(chǎn)的RUL-C1型卷鋼座架為例進(jìn)行強(qiáng)度有限元分析和強(qiáng)度檢測試驗(yàn)。在強(qiáng)度有限元分析部分，首先應(yīng)用剛體力學(xué)相關(guān)理論分析座架在調(diào)車沖撞工況下受到的載荷和約束，并利用Solidworks軟件建立座架實(shí)體模型，利用Hypermesh軟件劃分有限元網(wǎng)格，以及利用Ansys軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，通過聯(lián)合建模仿真分析得到座架在調(diào)車沖撞下的應(yīng)力分布情況。強(qiáng)度檢測試驗(yàn)部分，經(jīng)過靜載試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)采集座架工作應(yīng)力數(shù)據(jù)并合成最終工作應(yīng)力。通過對比有

4、限元仿真分析結(jié)果和檢測試驗(yàn)結(jié)果可知: RUL-C1型卷鋼座架強(qiáng)度不符合運(yùn)輸安全要求;有限元仿真能夠準(zhǔn)確地反映調(diào)車沖撞下座架的應(yīng)力分布情況，仿真模型具有可靠性，模型的建立、載荷和約束的施加、接觸類型的選擇等方法為類似座架的強(qiáng)度仿真分析提供了思路。根據(jù)仿真和檢測的結(jié)果，利用有限元軟件改進(jìn)RUL-C1型卷鋼座架的結(jié)構(gòu)并再次進(jìn)行仿真計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，改進(jìn)后的座架強(qiáng)度滿足要求，能夠生產(chǎn)樣品座架及再次進(jìn)行檢測試驗(yàn)。論文最后通過檢測試驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)后的