铝合金转向架结构优化及侧梁焊接热模拟有限元分析开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景

转向架是轨道交通车辆重要的组成部件之一，它直接承载车体自重和载重，引导车辆沿铁路轨道运行，保证车辆顺利通过曲线，并具有减缓来自车辆运行时带来震动和冲击的作用，因此转向架的设计也直接决定了车辆的稳定性和车辆乘坐的舒适性。

转向架的设计制造是高铁核心技术之一，决定着列车的最大设计时速和安全稳定性。转向架结构是否合理直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。目前，我国铁道客车转向架构架主要采用铝合金焊接结构，优势在于保证转向架刚度的同时大幅减轻列车自重。但是在高铁技术发展的同时由于运行时速的提高，载荷的增大，频率范围的扩大，使转向架架构的承载状况变得十分恶劣。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

以热弹塑性法作为焊接应力和变形的理论基础 使用ansys软件建立转向架侧梁骨架及焊缝有限元模型 采用六面体实体单元进行网格剖分，根据温度影响区域，对侧梁骨架及其焊缝进行人工网格划分。施加载荷，定义焊接热源及热源移动，确定边界条件，并以此计算焊接过程温度场变化。

4. 参考文献

[1].周浩森. 焊接结构生产及装备[M]. 机械工业出版社, 1992. [2].刘晓静. 地铁 B 型车转向架构架强度分析与研究[D]. 北京: 北京交通大学,2010. [3].李明.地铁车辆转向架构架有限元分析与优化设计[D] . 大连:大连交通大学, 2016. [4].李 超,孙晖东,李志永,等.焊接转向架构架仿真分析及试验研究[J].机车电传动,2020,(01):1-4 [5].Lu Y, Lu C, Zhang D, et al. Numerical computation methods of weldingdeformation and their application in bogie frame for high-speed trains[J].Journal of Manufacturing Processes, 2019, 38: 204-213.

5. 计划与进度安排

1. 2022年1月10日－2022年2月20日

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