Simulasi pengedaran beban dan reka bentuk pengoptimuman plat tekanan
- Apakah peraturan untuk pengagihan beban plat tekanan?
Beban menegak diedarkan dalam "tinggi di tengah dan rendah di pinggir" . beban adalah yang terbesar (kira -kira 200 ~ 300mpa) pada titik hubungan di antara pertengahan plat tekanan dan kereta api secara beransur -ansur ke arah tepi . Plat . Beban sisi tidak sekata diedarkan dalam bahagian lengkung . beban pada plat tekanan luar adalah 20% ~ 30% lebih tinggi daripada yang pada bahagian dalam . turun naik dari masa ke masa . beban puncak apabila kereta api berlalu adalah 1 . 5 ~ 2 kali beban statik, dan tempohnya adalah 0 . 1 ~ 0 . 3 saat . Untuk perubahan dinamik ini . terdapat kepekatan tekanan di sekitar lubang bolt, dan bebannya adalah 30% ~ 50% lebih tinggi daripada bahagian lain. Ia adalah kawasan kejadian tinggi untuk keretakan keletihan dalam plat tekanan. Plat tekanan keretapi berat perlu mengukuhkan reka bentuk bahagian ini.
- Apakah faktor -faktor yang mempengaruhi pengagihan beban plat tekanan?
Bentuk plat tekanan adalah kunci . beban plat tekanan rata tertumpu di tengah (faktor kepekatan tekanan 1 . 5 ~ 2 . 0) . Kereta api berkelajuan tinggi kebanyakannya menggunakan reka bentuk arka. Ketebalan yang tidak sekata akan membawa kepada pengagihan beban tidak seimbang. Terlalu kurus di tengah (<10mm) will increase the load concentration factor by 20%~30%. It is necessary to adopt a variable thickness design (12~15mm thick in the middle and 8~10mm at the edge) to balance strength and weight. Material stiffness affects load transfer. The load distribution range of steel pressure plates (elastic modulus 200GPa) is 30%~40% larger than that of composite materials (20~30GPa), but composite materials can buffer local high loads and are suitable for high-speed rail. Insufficient installation preload will reduce the load distribution range by 20%~30%, increase local pressure, and the preload deviation exceeding 10% will lead to uneven load distribution. The preload needs to be controlled within the specified range.
- Bagaimana untuk mengoptimumkan pengagihan beban plat tekanan melalui analisis simulasi?
Simulasi elemen terhingga adalah kaedah utama . model tiga dimensi plat tekanan - kereta api - tidur ditubuhkan, beban menegak dan sisi digunakan, peta awan tekanan dianalisis, kawasan kepekatan tekanan (seperti sekitar bolt) 20%~ 30%. Reka bentuk parametrik menyesuaikan parameter seperti ketebalan plat tekanan dan radius fillet, membandingkan pengagihan beban skema yang berbeza, dan memilih kombinasi optimum . radius fillet dari plat tekanan arka ditingkatkan dari 5mm ke 8mm ~ Algoritma yang jelas untuk mensimulasikan beban sementara apabila kereta api berlalu, dan mengoptimumkan pengagihan beban plat tekanan di bawah kesan . selepas pengoptimuman ini, puncak tekanan dinamik dari plat tekanan kereta api tinggi dikurangkan sebanyak 10%{18}} Berat dengan 10%~ 15%, ia menjadikan pengedaran beban lebih seragam, yang sesuai untuk plat tekanan bawah tanah dengan keperluan ringan yang tinggi .
- Apakah langkah reka bentuk khusus untuk mengoptimumkan pengagihan beban plat tekanan?
Meningkatkan ketebalan di sekitar lubang bolt dari 10mm hingga 12 ~ 15mm, dan meningkatkan jejari fillet (r lebih besar daripada atau sama dengan 8mm) untuk mengurangkan faktor kepekatan tekanan sebanyak 30%~ 40%{6} Julat pengedaran beban, dan mengurangkan tekanan tempatan sebanyak 10%~ 15%. Radius arka plat tekanan kereta api berkelajuan tinggi biasanya 150 ~ 200mm . menubuhkan tulang rusuk, tambah plat tulang rusuk (ketinggian 5 ~ 8mm) 3 ~ 5mm Untuk meningkatkan pengedaran . dengan ketara menggunakan reka bentuk berlapis bahan komposit, dengan bahan-bahan kekuatan tinggi (seperti serat karbon) pada permukaan untuk menanggung beban, dan bahan elastik (seperti getah) pada lapisan dalam {{25}
- Apakah perbezaan dalam tumpuan pengoptimuman pengagihan beban plat tekanan jenis garis yang berbeza?
Keretapi berkelajuan tinggi memberi tumpuan kepada pengoptimuman beban dinamik . melalui reka bentuk arka dan bahan buffering bahan komposit, puncak tekanan dinamik dikurangkan sebanyak 15%~ 20%, memastikan pengagihan beban yang stabil di bawah getaran frekuensi tinggi dan pengukuran trek lubang bolt dan reka bentuk tengah, dan mengawal faktor kepekatan tekanan dalam 1 . 2, yang dapat menahan beban tinggi yang berterusan yang dihasilkan oleh berat gandar besar . selepas pengoptimuman ini, kapasiti galas plat keluli dengan baki tengah dan 10mm di tepi . Keseragaman pengedaran beban ditingkatkan sebanyak 20% berbanding dengan reka bentuk ketebalan yang sama, dan kenaikan kos tidak melebihi 10%. Transit kereta api bandar perlu mengambil kira kedua -dua beban dinamik dan statik, dan mengamalkan reka bentuk "arc + tetulang", yang mengurangkan puncak tekanan dinamik sebanyak 10%, dan faktor kepekatan tekanan statik kurang daripada atau sama dengan 1.3, yang menyesuaikan diri dengan ciri -ciri beban yang kerap bermula dan berhenti.