文档介绍：网址: http:// : ********** QQ : 2697942199 计算结果分析 应力分析对于材料的许用应力, 参考了相关标准[2~ 5], 并结合该不锈钢车体的特点, 确定了不同工况下的安全系数。对只承受垂直载荷的工况安全系数取 ,许用应力为材料的屈服极限除以安全系数;对既有垂直载荷又有纵向载荷的工况安全系数取 ,许用应力为材料的屈服极限除以安全系数; 扭转工况的安全系数取 , 许用应力为对称循环疲劳极限除以安全系数。各工况下材料的许用应力值见表 4。垂直总载工况下,司机室骨架的最大应力 MPa ,发生在司机侧门和车顶连接处。端部底架的最大应力 141 MPa ,发生在内层下边梁和侧墙的焊接处。波纹地板的最大应力 327 MPa , 发生在二位端靠近侧墙与底架小横梁连接处。底架横梁最大应力 237 MPa ,发生在二位端第一根横梁和侧墙连接处。门框的最大应力 213 MPa ,发生在后侧门门角处。可以看出车体的结构应力都在许用应力范围之内( 图2 )。点焊是地铁车辆、城市轻轨车辆、甚至高速动车组的不锈钢车体结构大量金属板构件间的主要连接形式, 分布于车身各部位, 数量达上万个. 点焊结构主要特点是: 结构紧凑、重量轻、强度高、耐腐蚀. 同时, 它的制造工艺比较复杂, 技术要求高, 因此, 尽管点焊结构车辆在国外已经获得了广泛应用, 在国内则刚刚开始研制[1-2]. 如何把握点焊结构的力学特性,建立高精度的车体 FEA 计算模型已成为不锈钢点焊车研制过程中计算人员极为关注的问题. 当前点焊结构常采用实体单元、梁单元、刚性单元和主- 从关系( 即位移耦合) 来模拟焊核[3-4]. 从理论上说, 点焊结构用适当高度的块体元模拟时, 则可获得较高的精度, 但对于大量均布、密集排列的焊点的不锈钢车体结构来说这将导致单元/ 结点数量急剧增加而不可行,因此, 必须抓住不锈钢点焊车传力的主要特征创建 FEA 模型. 与车辆结构尺寸相比, 点焊焊核自身的尺寸可以忽略不计, 在有限元模型中, 可以将它们视为仅是整体坐标系下的一个“点”, 在外载荷作用下, 结构依靠这些“点”传递内力, 这类结构可称为“点传力结构”. 基于位移主- 从控制关系原理[5], 本文认为对于不锈钢点焊车体这类典型的“点传力结构”, 用位移的主- 从约束关系来模拟焊核( 即等价于在计算模型中被焊接连接的两点之间位移完全一致) 是更为合理的, 并通过数值试验证明了主- 从约束关系比其它建模方法具有更高的精度. 基于位移主- 从约束关系建立了城市轻轨动车组不锈钢点焊车体的 FEA 模型, 根据相关标准进行加载计算, 通过与物理试验的比较, - 从控制关系的正则方程主- 从关系( 位移耦合), 指的是当一个结点被定义为另一个结点的从结点后, 该从结点就失去了位移的独立性, 它的位移只能且必须从属于主结点. 主结点上的位移处理为独立位移, 从结点上的位移为相关位移. 在应用最小总势能原理求基于位移法的结构正则方程时, 相关位移对总势能的贡献是通过与之有关的独立位移和指定位移表达的. 结构的总势能为 2 各种方法对比分析本文提出用位移主—从约束关系描写不锈钢点焊车体的点焊传力, 这意味着模型中的每一点焊的焊核均被