铁路特种货车底架结构改造设计.pdf

Classified Index: .: Dissertation for the Master Degree in Engineering STRUCTURE MODIFCATION DESIGN OF CHASSIS UNDERFRAME OF SPECIAL FREIGHT TRANSPORT CARCandidate: Xu jianmin Supervisor: Prof. Yao Zhihui Academic Degree Applied for: Master of EngineeringSpeciality: Machinery Engineering Affiliation: Harbin Rolling Stock Co.,Ltd. Date of Defence: December,2005 Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文- I - 摘要本文改造设计的凹底底架是凹底平车上的重要承载件,用于运输我军的特种装备,使用该车可减少装备的装卸时间,提高列车的运行速度,减少了占线时间,提高了部队的机动作战性。但是,底架重量过大造成合成重心高、运行速度慢、制造成本高,针对这些问题,确定了改造该特种货车的凹底底架。首先简要介绍了课题的来源及研究该课题的目的和重大意义,同时对国内外的特种车辆的发展历程进行了回顾并对现在的发展状况进行了探讨,对比出我国特种车辆的发展不足及其今后的努力方向,并确定本课题的研究方向。然后,对整车及其底架结构和性能参数进行了分析,确定了设计中某些参数和结构的改造方案,经研究确定减小自重并改造结构截面来达到减重和降低合成重心高度,同时要使刚度强度仍能满足设计和使用要求。接着,确定用减薄板厚的方法来组合截面,运用最基本的力学方法对危险截面位置进行了校核,得出较为合理的具体实施方案。又运用ANSYS对改造后的底架结构进行了静力学分析和模态分析,从而对其整体结构的应力、应变和振动模态有了更直观更准确的数据,为保证车辆安全可靠运行提供了科学的理论数据。这也是本文的主要和重点工作。最后,通过在四方车辆研究所对该车进行了车体静强度和静刚度试验,大量试验数据证明完全符合《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》。在实际运营过程中得到的反馈意见,也完全符合预期的设计构想,验证了本次设计构想的成功实现。该凹底底架的的研制成功,不仅为特种运输开创新局面,解决了特种装备机动、快速运输的问题,满足了“战时”的需要,同时减少了对铁路正常运输的干扰,有较大的社会效益和经济效益。随着国民经济的迅速发展,冶金、电力、石油化工等行业呈现了高速发展的局面,一些大型的机械设备和军事装备在铁路运输中运量不断增长,这些设备及装备外型复杂、体积庞大、重量达几百吨,运输这些超大货物就需要专用的特种车辆,而我公司研制的凹底底架正解决了这一难题,并积累了成功的经验,具有重要的现实意义。关键词改造设计;底架;有限元分析;模态分析哈尔滨工业大学工程硕士学位论文- II - Abstract The chassis underframe to be modificated is one of the most important bearing carriers of the depressed center flat car, which is used to carry the special accoutrement of army. The time for loading and unloading the equipments of army can be saved, the running speed of train can be increased, and the busy time also can be saved as this kind of depressed center flatcar is used. However, the gravity center of car can be elevated, the running speed can be slowed, and the manufacturing costs can be raised when the weight of chassis underframe is too heavy. Therefore, based on