某风道安装梁强度仿真计算及优化

2022-03-23 12:38张冉ZHANGRan刘元君LIUYuanjun赵子豪ZHAOZihao
内燃机与配件 2022年6期

0 引言

某列车风道安装梁为口型梁两侧带滑槽,顶板、电视、扶手等主要通过两个安装梁之间的过渡梁吊挂在风道安装梁上。采用HyperWorks有限元软件进行仿真建模及计算分析。

1 结构分析

某列车风道安装梁初始结构由电视安装梁、扶手安装梁、风道托梁和风道吊座组成;其中各种安装梁材料为6063-T5铝合金型材,吊座为06Cr19Ni10N钢结构。如图1-图3所示。

2 强度分析

2.1 材料参数

风道安装梁材质为铝合金6063-T5。风道吊座材质为不锈钢06Cr19Ni10N。材料属性如表1所示。

2.2 有限元模型建立及工况加载

对风道安装梁的几何模型进行离散,将几何模型离散为有限单元。使用Hyperworks软件,采用SHELL单元离散安装梁模型结构;使用beam单元模拟螺栓连接,电视吊挂位置使用质量点做RBE2耦合,单元尺寸设置为10mm;整个模型单元总数为23005个,节点总数为23797个,在风道吊座上表面施加六个自由度全约束,有限元模型如图4所示。

(四)王重民《金门诏别传》谓金门诏“乾隆十七年,年八十卒”(《图书馆学季刊》1932年第1期),其依据未作说明。

①对于风道安装梁吊座处,将吊座立板缺口补齐,防止应力集中,同时增加板厚,将板厚由3mm增加到5mm。

佩恩特是明尼苏达大学 (University of Minnesota)法学院的瓦尔特·利奇公司法教授 (S.Walter Richey Professor of Corporate Law)。他以最优异成绩(summa cum laude)取得哈佛大学历史系学士学位,之后在耶鲁大学获法学博士,期间曾担任《耶鲁法规学报》(Yale Journal on Regulation)编辑。踏出法学院的大门,他随即受聘为美国第九巡回上诉法庭法官小约翰·努南 (John T.Noonan Jr.)的助理。

风道安装梁的受力位置及大小如图5所示。

2.3 计算分析

针对以上结构薄弱处,提出相应解决措施。

2.4 结构改善

利用Optistruct求解器进行了线性求解计算,使用Hyperview进行后处理,对初始结构参照EN12663标准进行静强度仿真计算,得到结构的von-mises应力云图,如图6及图7所示。结果发现风道安装梁吊座处最大应力为353.5MPa,超出材料屈服强度275MPa;安装梁螺栓连接处型材最大应力133.2MPa,超出材料屈服强度110MPa。

油气管网管理体制的目的是管住中间,提高管输效率,降低管输费用,让终端用户获得实惠,增强天然气的竞争力。

参照EN12663标准,有针对性选取以下关键、危险的区域进行风道安装梁静强度工况施加。每个风道安装梁受顶板拉力165N,过渡梁每根受力1500N,电视重量30kg,每根风道安装梁受风道风压力195N,具体统计如表2所列。

②对于型材螺栓连接处,考虑增加垫片的面积,以此来增加受力面积,减少应力集中。

改进示例如图8所示。

对优化改进后的风道安装梁结构再次进行有限元强度分析,计算结果发现最终结构满足强度要求。安装梁吊座处最大应力为187.5MPa,如图9所示,符合材料屈服强度275MPa;安装梁螺栓连接处型材最大应力104.4MPa,如图10所示,符合材料屈服强度110MPa。

In this paper, the electrical system operating status includes normal mode and fault mode. In the normal mode, the two main generators work properly, auxiliary electricity device and battery does not work; in the fault mode, the system has three main operating conditions.

3 结论

通过对某列车风道安装梁结构进行仿真计算及结构优化改进,结果表明:风道安装梁吊座处最大应力由353.5MP降为187.5MPa;安装梁螺栓连接处型材最大应力由133.2MPa降为104.4MPa;结构优化后符合材料屈服极限,满足风道安装梁的结构强度要求。此静强度仿真同样适用于内燃机车。

[1]EN 12663-1:2010+A1:2014.

[2]刘鸿文.材料力学[M].北京:高等教育出版社.

[3]钱立新.世界高速铁路技术[M].北京:中国铁道出版社,2003.