客车转向架构架的设计与分析

3.0 闻远设计 2022-12-23 160 4 2.28MB 34 页 20光币

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摘要

客车转向架构架的设计与分析是基于现代技术手段，对铁路客车转向架进

行CAE 或者 CAM 分析的新型技术。是铁路客车工业 4.0 背景下的重要发展产

物。现阶段，我国的铁路客车还处于人工体力劳动的初级阶段，大部分工作需

要根据经验保守设计，而不是参数化轻量化来完成的。为此，有必要研究并提

出一种可以轻量化设计的技术方法，满足当前铁路客车的需求。

首先研究客车转向架构的研究背景及本次设计的主要意义，介绍客车转向

架构架的国内外研究现状，然后提出 209HS 客车转向架构架的基本设计思路和

设计理念，对 209HS 客车转向架构架进行主要零部件设计和结构设计，最后，

对209HS 客车转向架构架进行有限元分析，三维建模并有限元仿真达到可加工

实际应用的目的。

通过本次毕业设计，锻炼我对 CAD 制图软件的应用能力和设计制图能力，

以及 CAE 有限元分析的能力，对大学这么多年自己的学习成果进行了很好的总

结和凝聚，为今后走向工作，实现快速接轨社会奠定了基础。

关键字：209HS 客车转向架构架； ANSYS 结构分析；三维设计

Abstract

The design and analysis of the bogie frame of passenger car is a new technology

based on CAE or CAM analysis of the bogie of railway passenger car.

It is an important development product under the background of railway bus industry

4.0.

At present, China's railway passenger cars are still in the primary stage of manual

manual labor, most of the work needs to be conservative design according to

experience, rather than parametric lightweight to complete.

Therefore, it is necessary to study and put forward a lightweight design technology to

meet the current needs of railway passenger cars.

First study bus turned to structure the research background and the design of the main

meaning, introduces domestic and foreign research status of the passenger car bogie

frame, then put forward 209 hs passenger car bogie frame of the basic design idea and

design concept, to the main parts of 209 hs passenger car bogie frame design and

structure design, finally, to finite element analysis of 209 hs passenger car bogie

frame, three-dimensional modeling and finite element simulation to achieve the

purpose of practical application can be processed.

Through this graduation project, I have exercised my ability to apply CAD drawing

software, design drawing and CAE finite element analysis. I have made a good

summary and aggregation of my own learning achievements in the university over the

years, laying a foundation for my future work and realizing rapid integration into the

society.

Keywords: 209HS bus bogie frame; ANSYS structural analysis; 3 d design

目录
摘要 
Abstract 
第一章 绪论 
1.1  研究背景 
1.2  本课题的研究目的及意义 
1.3  本课题的主要研究内容 
1.4  本章小结 
第二章  有限元理论及转向架有限元研究现状
2.1  有限元理论和 ANSYS 概述 
2.2  基于有限元的转向架国外研究现状
2.3  基于有限元的转向架国外研究现状
2.4 本章小结 
第三章 客车转向架构架设计 
3.1 客车转向架的构成 
3.2  209HS 型客车转向架主要技术参数
3.3 转向架的受载分析 
静载荷 
对称的垂直动载荷 
斜对称的动载荷 
3.4 转向架的结构设计 
转向架的弯矩及弯应力计算
转向架的扭矩及扭转角计算
 总体结构建模 
3.6 本章小结 
第四章  基于 ANSYS 的转向架构架有限元分析
4.1 转向架刚度理论 
 弯曲刚度 
 扭转刚度 
4.2 转向架载荷分类与处理 
静载荷 
动载荷 
4.3 转向架工况的有限元模型建立
4.4  转向架构架的网格划分 
4.5 转向架构架工况的有限元分析
满载弯曲工况 
满载扭转工况 
紧急制动工况 
紧急转弯工况 
4.4  本章小结 
第五章 结论与展望 
参考文献 
致谢 

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摘要客车转向架构架的设计与分析是基于现代技术手段，对铁路客车转向架进行CAE或者CAM分析的新型技术。是铁路客车工业4.0背景下的重要发展产物。现阶段，我国的铁路客车还处于人工体力劳动的初级阶段，大部分工作需要根据经验保守设计，而不是参数化轻量化来完成的。为此，有必要研究并提出一种可以轻量化设计的技术方法，满足当前铁路客车的需求。首先研究客车转向架构的研究背景及本次设计的主要意义，介绍客车转向架构架的国内外研究现状，然后提出209HS客车转向架构架的基本设计思路和设计理念，对209HS客车转向架构架进行主要零部件设计和结构设计，最后，对209HS客车转向架构架进行有限元分析，三维建模并有限元仿...

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