动车组车辆构造与设计转向架零部件和车体CADCAE设计PowerPoint演示文稿.ppt

兰州交通大学机电学院机车车辆系兰州交通大学机电学院机车车辆系商跃进商跃进1 1第第3节节    转向架零部件转向架零部件CAD-CAE设计设计1 1 1 1、圆柱压缩螺旋弹簧设计、圆柱压缩螺旋弹簧设计、圆柱压缩螺旋弹簧设计、圆柱压缩螺旋弹簧设计2 2 2 2、车轴设计、车轴设计、车轴设计、车轴设计3 3 3 3、车轮设计、车轮设计、车轮设计、车轮设计4 4 4 4、轮对设计、轮对设计、轮对设计、轮对设计5 5 5 5、制动零件设计、制动零件设计、制动零件设计、制动零件设计6 6 6 6、焊接构架强度设计、焊接构架强度设计、焊接构架强度设计、焊接构架强度设计7 7 7 7、车体结构设计技术、车体结构设计技术、车体结构设计技术、车体结构设计技术 2 21、圆柱压缩螺旋弹簧、圆柱压缩螺旋弹簧（（1）几何参数）几何参数（（2）弹簧应力分析）弹簧应力分析（（3）单卷弹簧设计公式）单卷弹簧设计公式（（4））双卷弹簧设计双卷弹簧设计公式公式（（5）弹簧现代设计）弹簧现代设计3 3d—簧条直径（簧条直径（mm）） D—弹簧中径，即螺旋线圆柱直径弹簧中径，即螺旋线圆柱直径n—弹簧的有效圈数，即螺旋线的圈数弹簧的有效圈数，即螺旋线的圈数H0—弹簧的自由高弹簧的自由高D2=D+d—弹簧外径弹簧外径D1=D-d—弹簧内径弹簧内径α—弹簧的螺旋角，即螺旋线的升角弹簧的螺旋角，即螺旋线的升角t—簧条间距，即螺旋线的节距簧条间距，即螺旋线的节距 —螺旋线的极角螺旋线的极角C—旋绕比，旋绕比，C=D/d（（1）几何参数）几何参数 基基本本参参数数4 4（（2））单卷弹簧单卷弹簧传统传统设计设计方法方法EXCELEXCEL在在在在CRH2CRH2轴箱弹簧轴箱弹簧轴箱弹簧轴箱弹簧分析中的应用分析中的应用分析中的应用分析中的应用5 5（（3）弹簧现代设计）弹簧现代设计A、弹簧、弹簧CAD设计设计B、弹簧有限元分析、弹簧有限元分析C、弹簧优化设计、弹簧优化设计6 6A A、弹簧、弹簧CADCAD 1、几何参数、几何参数2、卷制工艺、卷制工艺3、仿真设计、仿真设计4、配置、配置5、库零件、库零件7 7•卷制工艺卷制工艺 制造工艺过程制造工艺过程: 修正修正下料下料→→端部加热端部加热→→锻尖锻尖→→加热加热→→卷绕卷绕→→淬火淬火→→回火回火→→强化处理（喷丸、强压、渗碳）强化处理（喷丸、强压、渗碳）→→磨平端面磨平端面→→试验或验收。

试验或验收热卷大弹簧热卷大弹簧.flv8 8•仿真设计仿真设计（（1）一段变螺距螺旋线扫描法）一段变螺距螺旋线扫描法（（2）三段等螺距螺旋线扫描法）三段等螺距螺旋线扫描法（（3）三段直线扫描法）三段直线扫描法（（4）弹簧练习）弹簧练习9 9（（1 1）一段变螺距螺旋线扫描法）一段变螺距螺旋线扫描法弹簧是由簧条弹簧是由簧条圆绕一条螺旋圆绕一条螺旋线旋转而成的，线旋转而成的，故其造型过程故其造型过程为：先绘制螺为：先绘制螺旋线，再绘制旋线，再绘制簧条圆，然后簧条圆，然后利用扫描特征利用扫描特征创建弹簧基体，创建弹簧基体，最后利用拉伸最后利用拉伸切除特征创建切除特征创建支撑圈 1010（（2 2）三段等螺距螺旋线扫描法）三段等螺距螺旋线扫描法1111（（3 3）三段直线扫描法）三段直线扫描法•先钢丝先钢丝•后卷滚后卷滚1212（（4 4）弹簧练习）弹簧练习用多种方法进行弹簧建模用多种方法进行弹簧建模1313•配置        SolidWorks配配置可以在单一的文件置可以在单一的文件中对零件或装配体生中对零件或装配体生成多个设计变化，来成多个设计变化，来开发与管理一组有着开发与管理一组有着不同尺寸、零部件或不同尺寸、零部件或其他参数的模型。

在其他参数的模型在零件文件中，配置可零件文件中，配置可以生成具有不同尺寸、以生成具有不同尺寸、特征和属性的零件系特征和属性的零件系列可以手动生成配列可以手动生成配置，也可以使用系列置，也可以使用系列零件设计表同时建立零件设计表同时建立多个配置多个配置右键单击特征尺寸（弹簧高度）>配置尺寸>输入配置尺寸：安装高度和对应的静载高值：1414•二次开发二次开发 二次开发，简单的说就是在现有的软件上进行定制修改，功能的扩展，然后达到自己想要的功能， Private Sub CmdClose_Click() EndEnd SubPrivate Sub CmdOK_Click() MDiameterValue = Val(TxtMD.Text) / 1000 '从文本框获取新的中径 TDiameterValue = Val(TxtTd.Text) / 1000 '从文本框获取新的簧条直径 nValue = Val(Txtn.Text) '从文本框获取新的有效圈数 FmaxValue = Val(Txtfmax.Text) / 1000 '从文本框获取新的最大挠度 Call ParameterSub(MDiameterValue, TDiameterValue, nValue, FmaxValue) '调用更新函数End Sub1515B B、弹簧、弹簧CAECAE分析分析弹簧弹簧CAE设计实例设计实例----转转K2弹弹簧有限元簧有限元分析分析（（1）刚度（）刚度（f=mm））          （（2）强度（）强度（f=47.2mm））几几何何非非线线性性|大大变变形形问问题题1616C、弹簧优化设计、弹簧优化设计（（C））算例算例已知某机车弹簧的相关参数为：已知某机车弹簧的相关参数为：Pst=119.428kN，， [fst]=106.0mm，，H0=490mm。

材料为材料为60Si2CrVAT，许用应力，许用应力[τ]=1050MPa[4]，疲劳，疲劳许用应力许用应力[τ-1]= 370MPa取机车取弹簧裕度系数取弹簧裕度系数Kvd=0.5，动荷系，动荷系数数Kd=0.25[5]1.“目标函数目标函数”m文件文件2.“约束条件约束条件”m文件文件3.“优化程序优化程序”m文件文件（（A））Matlab中的中的分析步骤分析步骤 1.建立优化模型并转成标准格式建立优化模型并转成标准格式2.生成生成“优化目标函数优化目标函数”m文件文件3.生成生成“优化约束条件优化约束条件”m文件文件4.生成生成“优化求解程序优化求解程序”m文件文件5.执行求解程序执行求解程序B）弹簧优化设计数学模型）弹簧优化设计数学模型执行：执行：>> OPTProg结果：结果：x =   50.8034  220.9303    4.7975           fval =  6.8228e+00417172、车轴强度计算、车轴强度计算（（（（1 1）计算载荷）计算载荷）计算载荷）计算载荷（（（（2 2）计算截面）计算截面）计算截面）计算截面（（（（3 3）计算方法）计算方法）计算方法）计算方法1818（（1）） 传统计算方法传统计算方法       日本日本JIS E 4501铁铁道车辆车轴强度设计方道车辆车轴强度设计方法和法和JIS E 4502铁道车铁道车辆车轴品质要求辆车轴品质要求车辆车轴设计车辆车轴设计(TBT 2705-96 ).xls1919（（2）车轴）车轴CAD/CAE分析分析•加工加工a、、b、、c、、d、、e、、f、、g面和各轴面和各轴肩进行加工；肩进行加工；20203、车轮的强度分析、车轮的强度分析1、、车轮强度分析车轮强度分析的内容的内容2、车轮强度分析载荷工况、车轮强度分析载荷工况3、、车轮强度车轮强度评价评价方法方法4、车轮强度分析算例、车轮强度分析算例2121（（1）车轮）车轮CAD （（1）车轮建模顺序）车轮建模顺序（（2）踏面作图方法）踏面作图方法（（3）踏面作图步骤）踏面作图步骤2222•车轮生产工艺车轮生产工艺车轮一直由两道工序加工完成车轮一直由两道工序加工完成, 即：即：•先加工内壳面、内辐板、轮缘、内辋面；先加工内壳面、内辐板、轮缘、内辋面；•然后翻身找正加工外壳面、外辐板、外辋面、踏面及孔然后翻身找正加工外壳面、外辐板、外辋面、踏面及孔• 其中轮缘、踏面在喉部接刀。

其中轮缘、踏面在喉部接刀辗制工艺辗制工艺2323草草图图尽尽量量简简，，特特征征需需关关联联，，造造型型要要仿仿真真，，别别只只顾顾眼眼前前切右辐板切右辐板钻轮毂孔钻轮毂孔选材料选材料切左辐板切左辐板镟踏面镟踏面车轮CAD设计1-内辋面内辋面 2-内壳面内壳面 3-内辐板内辐板 4-轮缘轮缘 5-喉部喉部 6-踏面踏面 7-外辋面外辋面 8-轮轮 辐辐 9-外辐板外辐板 10-外壳面外壳面•车轮建模顺车轮建模顺车轮建模顺车轮建模顺序序序序2424•磨耗形踏面作图方法磨耗形踏面作图方法TB-T 449-2003 机车车辆车轮轮缘踏面外形机车车辆车轮轮缘踏面外形磨磨磨磨耗耗耗耗形形形形踏面作图步骤2525•库特征库特征        库特征能将常用的特征用特定的格式保存起来，在需要用到的时候只库特征能将常用的特征用特定的格式保存起来，在需要用到的时候只要求一个拖放和简单的定位即可完成特征的创建库特征的内容还可以是要求一个拖放和简单的定位即可完成特征的创建库特征的内容还可以是草图，对于常用的复杂草图和复杂特征更是能起到一劳永逸的效果草图，对于常用的复杂草图和复杂特征更是能起到一劳永逸的效果。

1）生成库特征）生成库特征（（2）使用库特征）使用库特征（（3）编辑库特征）编辑库特征2626（（1）生成库特征）生成库特征•生生成成草草图图•添添加加到到库库2727（（2）使用库特征）使用库特征•生生成成父父特特征征•添添加加库库特特征征•生生成成子子特特征征2828（（3）编辑库特征）编辑库特征2929（（4）踏面库特征）踏面库特征3030•车轮建模练习车轮建模练习3131（（2）车轮）车轮CAE3232（（1）车轮强度分析载荷工况）车轮强度分析载荷工况       根据根据UIC 510-5：：2003（整体车轮技（整体车轮技术）标准进行车轮设计，对于安装到动轴术）标准进行车轮设计，对于安装到动轴上的车轮，考虑车轮通过直线、曲线和道上的车轮，考虑车轮通过直线、曲线和道岔时的载荷岔时的载荷除了上述除了上述UIC 510-5UIC 510-5规定的垂向和横向载荷外，还应规定的垂向和横向载荷外，还应考虑下表所示的载荷条件考虑下表所示的载荷条件切向载荷切向载荷( (粘着系数＝粘着系数＝0.33)0.33)27.5 kN27.5 kN最大速度情况下最大速度情况下(200(200公里公里/ /小时小时) )转速转速1310 rpm1310 rpm车轴与车轮压装的最大过盈量车轴与车轮压装的最大过盈量0.30 mm0.30 mm踏面上热处理偏差而产生的应力踏面上热处理偏差而产生的应力载荷工况载荷工况垂向力垂向力横向力横向力直线运行直线运行Fz1=1.25QFy1=0曲线运行曲线运行Fz2=1.25QFy2=0.7Q过道岔过道岔Fz3=1.25QFy3=0.42:每个车轮承担的重量每个车轮承担的重量载荷工况载荷工况载荷载荷直线运行直线运行垂直载荷垂直载荷Fz1+过盈量过盈量+最大速度下的转速最大速度下的转速曲线运行曲线运行垂直载荷垂直载荷Fz2+横向载荷横向载荷Fy2+过盈量过盈量+最大速度下的转速最大速度下的转速过道岔过道岔垂直载荷垂直载荷Fz3+横向载荷横向载荷Fy3+过盈量过盈量+最大速度下的转速最大速度下的转速3333•车轮车轮CAEGB 8601-1988铁路用辗钢整体车轮-客车车轮直线运行直线运行Fz1=1.25Q=1.25*160/2=100kN34344、轮对分析、轮对分析1 1、轮对压装、轮对压装、轮对压装、轮对压装2 2、轮对、轮对、轮对、轮对CADCAD3 3、轮对承载应力、轮对承载应力、轮对承载应力、轮对承载应力4 4、轮对装配应力分析、轮对装配应力分析、轮对装配应力分析、轮对装配应力分析5 5、轮轨接触应力、轮轨接触应力、轮轨接触应力、轮轨接触应力3535（（1）轮对压装）轮对压装 目前路内大多数工厂采用以轮毂孔外端面目前路内大多数工厂采用以轮毂孔外端面定位压装车轴的轮对压装方法定位压装车轴的轮对压装方法,,其工艺过程是其工艺过程是:(1)轮轴套装轮轴套装:用车轴专用尺划出车轴的全长中心线,并在车轴两端轴颈上套上防护套;然后将选配好的车轴轮座表面和车轮轮毂孔内清扫干净,并均匀地涂抹纯净植物油;最后将两个车轮分别套装在车轴的两端。

图图2　以轮毂孔外端面定位压装车轴　以轮毂孔外端面定位压装车轴轮对压装过程轮对压装过程(2)定位定位:将套装好的车轮车轴吊放到轮对压装专用的移动(旋转)小车上,启动小车开关,使轮毂孔的外端面靠紧压力机的定位面即完成压装的定位3)压装压装:启动压力机进行压装通过专用对称尺划出的车轴全长中心线,压装到位后(操作者目测判断),关机停压(若在压装过程中发现压力曲线不合格则立即停压),打开小车开关,将小车复位4)调头压装调头压装:将小车旋转180°,再按同样的过程压装另一侧的车轮5)检测检测:车轮压装完成后,用专用尺仔细测量L和任意3处的距离差,并检查轮位差和压装力大小以及压力曲线是否合格6)记录记录:对压装合格的轮对,按照铁辆[1998]2号文之附件5中的F5、2、7条的规定完成有关数据的记录对压装不合格的轮对,应及时退卸并分析原因,妥善处理后重新压装TB-T 1718-2003 铁道车辆轮对组装技术条件3636（（2）轮对）轮对CAD轮对压装位置要求轮对压装位置要求(1)轮对内侧距离轮对内侧距离L=(1 353±2) mm,且任意且任意3处处距离差不大于距离差不大于1 mm当内侧距离当内侧距离L不符合规不符合规定时定时,不得向外侧调压不得向外侧调压,但当轮对内侧距离比规但当轮对内侧距离比规定的最小距离小定的最小距离小1 mm以下时或因车轮辗制不以下时或因车轮辗制不均匀而致使任均匀而致使任3处距离处距离差超过规定时差超过规定时,可以通可以通过旋削轮辋内侧面进行过旋削轮辋内侧面进行调整。

调整2)轮对轮位差轮对轮位差: L1-L2 ≤3 mm轮对装配3737（（3）轮对承载应力）轮对承载应力3838（（4）轮对装配应力分析）轮对装配应力分析（（1）理论计算）理论计算（（2））CAE分析分析3939•理论计算理论计算        为保证运行过程中，车轮不会与车轴发生相对转动或脱离，轮轴之间应有足够的为保证运行过程中，车轮不会与车轴发生相对转动或脱离，轮轴之间应有足够的接触压应力接触压应力在标准在标准EN13260:1998对轮对轮轴过盈量对轮对轮轴过盈量j有如下规定：有如下规定：a)采用收缩装配采用收缩装配:0.0009dm≤j≤ 0.0015dm;b)采用压力装配采用压力装配:0.0010dm≤j≤0.0015dm+0.06;其中其中:dm表示轮座位置轴的平均直径，单位为表示轮座位置轴的平均直径，单位为mmdm=194mm时，时，0.174mm ≤j≤ 0.291mm式中式中H一轮对所受的横向力一轮对所受的横向力;M一轮对一轮对所受的扭矩所受的扭矩;R-轮毅孔半径轮毅孔半径;L为轮对装为轮对装配长度配长度;f}为轮轴配合面摩擦系数为轮轴配合面摩擦系数    接触强度：接触强度：4040•CAE分析分析冷缩配合冷缩配合轴轴194.2mm孔孔194mm4141（（5）轮轨接触应力）轮轨接触应力（（1）理论计算）理论计算（（2））CAE分析分析4242•理论计算理论计算        车轮与钢轨之间的最大接触压力车轮与钢轨之间的最大接触压力相当大，甚至于超过了弹性极限，因相当大，甚至于超过了弹性极限，因此在接触表面层产生塑性变形。

此在接触表面层产生塑性变形       车轮与钢轨的接触是以两个不同车轮与钢轨的接触是以两个不同半径构成的曲面形成的，故这个接触半径构成的曲面形成的，故这个接触压力按赫兹压力的计算式压力按赫兹压力的计算式4343•CAE分析分析44445 5、制动零件设计、制动零件设计1、制动性能计算、制动性能计算2 2、制动热机耦合计算载荷、制动热机耦合计算载荷、制动热机耦合计算载荷、制动热机耦合计算载荷3 3、、、、制动零件制动零件制动零件制动零件CAD/CAECAD/CAE设计设计设计设计实例实例实例实例4 4、踏面制动零件、踏面制动零件、踏面制动零件、踏面制动零件CAD/CAECAD/CAE设计演示设计演示设计演示设计演示4545①①热热量量载载荷荷：：制制动动过过程程中中制制动动盘盘和和闸闸片片摩摩擦擦生生热热，，在在盘盘体和盘毂上产生热应力和热变形体和盘毂上产生热应力和热变形②②对流载荷：对流载荷： 制动过程中制动盘表面对空气散热制动过程中制动盘表面对空气散热③③压力载荷：盘体受到闸片的压力压力载荷：盘体受到闸片的压力④④摩擦力载荷：盘体受到闸片的摩擦力摩擦力载荷：盘体受到闸片的摩擦力。

⑤⑤旋旋转转离离心心力力：：制制动动盘盘高高速速旋旋转转产产生生离离心心力力，，导导致致盘盘毂毂产生变形和应力产生变形和应力⑥⑥振振动动载载荷荷：：车车辆辆运运行行时时，，由由于于轮轮轨轨作作用用导导致致盘盘毂毂受受到到振动载荷的作用振动载荷的作用⑦⑦压压装装载载荷荷：：盘盘毂毂和和车车轴轴的的过过盈盈配配合合使使盘盘毂毂发发生生变变形形而而产生应力产生应力•制动热机耦合计算载荷制动热机耦合计算载荷4646•踏面制动车轮热机耦合分析踏面制动车轮热机耦合分析       对车轮热负荷最不对车轮热负荷最不利的制动工况利的制动工况：：•紧急制动工况热流密度紧急制动工况热流密度分别为分别为288.8 kW/m2•拖曳制动工况热流密度拖曳制动工况热流密度为为175.6kW/m2温温度度场场结结果果       热热机机耦耦合合场场结结果果47476、焊接构架强度设计 （一）构架强度设计规范（一）构架强度设计规范（二）构架强度分析（二）构架强度分析48481、构架强度设计规范 •UIC515/ UIC615规程规程 •JISE4207“铁道车辆转向架构架设计通用条件铁道车辆转向架构架设计通用条件”4949（1）UIC515/UIC615规程模拟运营载荷模拟运营载荷平均应力与应力幅平均应力与应力幅σm、σa放入相应材料母材放入相应材料母材/ /接头的接头的GoodmanGoodman图图评估疲劳强度评估疲劳强度 超常载荷超常载荷 应力应力σ与母材与母材/ /接头接头许用应力比较许用应力比较评估静强度评估静强度有限元计算5050（（2 2））JISJIS技术条件技术条件静载荷静载荷平均应力平均应力σm 与母材与母材/ /接头接头许用应力比较许用应力比较评估静强度评估静强度动载荷动载荷 应力幅应力幅σa放入相应材料的放入相应材料的疲劳极限图疲劳极限图评估疲劳强度评估疲劳强度51512 2、构架强度分析、构架强度分析1、构架、构架CAD2、构架、构架CAE5252（（1 1）构架）构架CADCAD构架加工工艺.MPG构架-new-a.avi5353（（2 2）构架）构架CAECAE54547 7 车体结构设计技术车体结构设计技术 一、车体外形设计一、车体外形设计二、车体结构强度设计二、车体结构强度设计5555一、车体外形设计一、车体外形设计 1 1、、、、外形设计的基本要求外形设计的基本要求2 2、头型设计的基本参数、头型设计的基本参数、头型设计的基本参数、头型设计的基本参数3 3、头车外形比较、头车外形比较、头车外形比较、头车外形比较4 4、、、、车体横断面尺寸车体横断面尺寸车体横断面尺寸车体横断面尺寸56561 1、、外形设计的基本要求外形设计的基本要求        随随着着列列车车运运行行速速度度的的提提高高，，周周围围空空气气的的动动力力作作用用一一方方面面对对列列车车和和列列车车运运行行性性能能产产生生影影响响；；同同时时，，列列车车高高速速运运行行引引起起的的气气动动现现象象对对周周围围环环境境也也产产生生影影响，这就是响，这就是高速列车的空气动力学高速列车的空气动力学问题。

问题        高速动车组外形设计的基本要求分三个方面，即要满足高速动车组外形设计的基本要求分三个方面，即要满足:•空气阻力的要求空气阻力的要求•压力波动的要求压力波动的要求•噪声方面的要求噪声方面的要求57572 2、头型设计的基本参数、头型设计的基本参数    (1)阻力系数阻力系数 一些高速铁路发展比较早的国家，通过试验研究和理论计算，明确提出了各自的列车阻力系数指标 在“德国联邦铁路城间特快列车ICE技术任务书”中规定：–列车前端的驱动头车空气阻力系数C＝0.17；–列车末端的驱动头车空气阻力系数C＝0.19     (2)头型系数（长细比）头型系数（长细比） 长细比，即车头前端鼻形部位长度与车头后部车身断面半径之比 头、尾车阻力系数与流线化头部长细比直接有关，高速列车头部的长细比一般要求达到3左右或者更大，如图所示：5858CRH5CRH5动车组原型车动车组原型车SM3SM3外型效果图外型效果图 3 3、头车外形比较、头车外形比较CRH2CRH2动车组原型车动车组原型车E2E2－－10001000外型图外型图 59594 4、、车体横断面尺寸车体横断面尺寸动车组车身横断面形状设计有以下特点：动车组车身横断面形状设计有以下特点：     1.整个车身断面呈鼓形，即车顶为圆弧形，侧墙整个车身断面呈鼓形，即车顶为圆弧形，侧墙下部向内倾斜（下部向内倾斜（5o左右）并以圆弧过渡到底架，侧墙左右）并以圆弧过渡到底架，侧墙上部向内倾斜（上部向内倾斜（3o左右）并以圆弧过渡到车顶。

下图左右）并以圆弧过渡到车顶下图为德国为德国ICE动车组车身断面形状这不仅能减小空气动车组车身断面形状这不仅能减小空气阻力，而且有利于缓解列车交会压力波及横向阻力、阻力，而且有利于缓解列车交会压力波及横向阻力、侧滚力矩的作用侧滚力矩的作用2.裙板车辆底部形状对空气阻力的影响很大，为了避裙板车辆底部形状对空气阻力的影响很大，为了避免地板下部设备的外露，采用与车身横断面形状相吻免地板下部设备的外露，采用与车身横断面形状相吻合的裙板遮住车下设备，以减少空气阻力，也可防止合的裙板遮住车下设备，以减少空气阻力，也可防止高速运行带来的沙石击打车下设备高速运行带来的沙石击打车下设备3.车体表面光滑平整，尽量减少突出物如侧门采用车体表面光滑平整，尽量减少突出物如侧门采用塞拉式；扶手为内置式；脚蹬做成翻板式，使侧面关塞拉式；扶手为内置式；脚蹬做成翻板式，使侧面关闭时可以包住它闭时可以包住它4.两车辆连接处采用橡胶大风挡，与车身保持平齐，两车辆连接处采用橡胶大风挡，与车身保持平齐，避免形成空气涡流避免形成空气涡流车体断面比较车体断面比较ICE动车组车身断面形状动车组车身断面形状6060二、车体结构强度设计二、车体结构强度设计1 1、车体结构设计基本内容、车体结构设计基本内容、车体结构设计基本内容、车体结构设计基本内容2 2、车体结构强度设计标准、车体结构强度设计标准、车体结构强度设计标准、车体结构强度设计标准—JIS E7105—JIS E71053 3、车体结构强度实例、车体结构强度实例、车体结构强度实例、车体结构强度实例61611、车体结构设计基本内容、车体结构设计基本内容在车体设计中必须考虑以下几个方面的要求。

在车体设计中必须考虑以下几个方面的要求    (1)车体强度：车体强度：为保证车辆在运行中有足够的强度，必须能承受一定的载荷工况，以符合车辆的强度设计规范需校核车体结构的强度和刚度，同时要进行结构疲劳设计    (2)车体刚度：车体刚度：这主要是控制车体的垂向位移和扭转角位移    (3)车体自振频率：车体自振频率：这与车辆运行品质和安全密切相关，因此，规范中对车体第一阶垂向弯曲模态有一定的限制    (4)车体的耐碰撞安全防护：车体的耐碰撞安全防护：即要求设计一个更强的客室结构，同时在车体的非乘客区设置能量吸收区.以吸收撞击动能，保证乘客安全   (5)结构轻量化：结构轻量化：在保证安全和使用寿命的前提下，尽量做到结构的轻量化.车体结构所古车辆自重的比例很大，因此设计时尤其应注意减轻其自重62622 2、车体结构强度设计标准、车体结构强度设计标准—JIS E7105—JIS E7105工工  况况载荷种类载荷种类载荷的大小载荷的大小评价的标准值评价的标准值垂直载荷垂直载荷垂直载荷垂直载荷（车体重量＋最大乘客（车体重量＋最大乘客重量）重量）×1.1  应力值不超过材料的弹性极限应力值不超过材料的弹性极限车端车端压缩载荷压缩载荷垂直载荷垂直载荷车体重量车体重量  应力值不超过材料的弹性极限应力值不超过材料的弹性极限车端压缩载荷车端压缩载荷980 kN扭转载荷扭转载荷扭转载荷扭转载荷39 kN·m  应力值不超过材料的疲劳强度应力值不超过材料的疲劳强度三点支持三点支持垂直载荷垂直载荷车体重量车体重量  应力值不超过材料的弹性极限。

应力值不超过材料的弹性极限JIS中，为中，为“不发生永久变形及塑不发生永久变形及塑性纵弯曲性纵弯曲”，左边是评价的大致，左边是评价的大致标准标准气密载荷气密载荷内压载荷内压载荷8.0 kPa（相当于压力变动范围）（相当于压力变动范围）  针对针对8.0 kPa的一半的一半（（4.0 kPa）的应力值不超过材）的应力值不超过材料的疲劳强度料的疲劳强度8.0 kPa是根据是根据规格书的规定规格书的规定弯曲振动弯曲振动固有频率固有频率    一次弯曲固有振动频率为一次弯曲固有振动频率为10 Hz以上10 Hz是根据规格书的规是根据规格书的规定定扭转振动扭转振动固有频率固有频率  无无63633 3、车体结构强度实例、车体结构强度实例6464习题习题1.简述车辆设计任务书的内容简述车辆设计任务书的内容2.简述车辆设计的类型及内容简述车辆设计的类型及内容3.简述转向架总体设计的内容简述转向架总体设计的内容4.简述简述悬挂系统的基本参数悬挂系统的基本参数5.简述简述弹簧、弹簧、车轮车轮、、车轴车轴和和构架设计的内容构架设计的内容及其及其CAD/CAE过程过程6.简述动车组外形设计的基本要求及头型设计的基本参数。

简述动车组外形设计的基本要求及头型设计的基本参数7.简述简述动车组动车组车体车体结构结构设计基本设计基本要求8.简述简述车体结构强度设计标准车体结构强度设计标准—JIS E7105的内容9.按相关标准完成车轮等车辆主要承载零件的按相关标准完成车轮等车辆主要承载零件的CAD/CAE设计6565。