某風道安裝梁強度仿真計算及優化

0 引言

某列車風道安裝梁為口型梁兩側帶滑槽，頂板、電視、扶手等主要通過兩個安裝梁之間的過渡梁吊掛在風道安裝梁上。采用HyperWorks有限元軟件進行仿真建模及計算分析。

1 結構分析

某列車風道安裝梁初始結構由電視安裝梁、扶手安裝梁、風道托梁和風道吊座組成；其中各種安裝梁材料為6063-T5鋁合金型材，吊座為06Cr19Ni10N鋼結構。如圖1-圖3所示。

2 強度分析

2.1 材料參數

風道安裝梁材質為鋁合金6063-T5。風道吊座材質為不銹鋼06Cr19Ni10N。材料屬性如表1所示。

2.2 有限元模型建立及工況加載

對風道安裝梁的幾何模型進行離散，將幾何模型離散為有限單元。使用Hyperworks軟件，采用SHELL單元離散安裝梁模型結構；使用beam單元模擬螺栓連接，電視吊掛位置使用質量點做RBE2耦合，單元尺寸設置為10mm；整個模型單元總數為23005個，節點總數為23797個，在風道吊座上表面施加六個自由度全約束，有限元模型如圖4所示。

(四)王重民《金門詔別傳》謂金門詔“乾隆十七年，年八十卒”(《圖書館學季刊》1932年第1期)，其依據未作說明。

①對于風道安裝梁吊座處，將吊座立板缺口補齊，防止應力集中，同時增加板厚，將板厚由3mm增加到5mm。

佩恩特是明尼蘇達大學 (University of Minnesota)法學院的瓦爾特·利奇公司法教授 (S.Walter Richey Professor of Corporate Law)。他以最優異成績(summa cum laude)取得哈佛大學歷史系學士學位，之后在耶魯大學獲法學博士，期間曾擔任《耶魯法規學報》(Yale Journal on Regulation)編輯。踏出法學院的大門，他隨即受聘為美國第九巡回上訴法庭法官小約翰·努南 (John T.Noonan Jr.)的助理。

風道安裝梁的受力位置及大小如圖5所示。

2.3 計算分析

針對以上結構薄弱處，提出相應解決措施。

2.4 結構改善

利用Optistruct求解器進行了線性求解計算，使用Hyperview進行后處理，對初始結構參照EN12663標準進行靜強度仿真計算，得到結構的von-mises應力云圖，如圖6及圖7所示。結果發現風道安裝梁吊座處最大應力為353.5MPa，超出材料屈服強度275MPa；安裝梁螺栓連接處型材最大應力133.2MPa，超出材料屈服強度110MPa。

油氣管網管理體制的目的是管住中間，提高管輸效率，降低管輸費用，讓終端用戶獲得實惠，增強天然氣的競爭力。

參照EN12663標準，有針對性選取以下關鍵、危險的區域進行風道安裝梁靜強度工況施加。每個風道安裝梁受頂板拉力165N，過渡梁每根受力1500N，電視重量30kg，每根風道安裝梁受風道風壓力195N，具體統計如表2所列。

②對于型材螺栓連接處，考慮增加墊片的面積，以此來增加受力面積，減少應力集中。

改進示例如圖8所示。

對優化改進后的風道安裝梁結構再次進行有限元強度分析，計算結果發現最終結構滿足強度要求。安裝梁吊座處最大應力為187.5MPa，如圖9所示，符合材料屈服強度275MPa；安裝梁螺栓連接處型材最大應力104.4MPa，如圖10所示，符合材料屈服強度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 結論

通過對某列車風道安裝梁結構進行仿真計算及結構優化改進，結果表明：風道安裝梁吊座處最大應力由353.5MP降為187.5MPa；安裝梁螺栓連接處型材最大應力由133.2MPa降為104.4MPa；結構優化后符合材料屈服極限，滿足風道安裝梁的結構強度要求。此靜強度仿真同樣適用于內燃機車。

[1]EN 12663-1：2010+A1：2014.

[2]劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社.

[3]錢立新.世界高速鐵路技術[M].北京：中國鐵道出版社，2003.