Mô phỏng phân phối tải và thiết kế tối ưu hóa của tấm áp suất
- Quy tắc phân phối tải của tấm áp suất là gì?
Tải trọng thẳng đứng được phân phối ở mức "cao ở giữa và thấp ở cạnh" . tải là lớn nhất (khoảng 200 ~ 300mpa) tại điểm tiếp xúc giữa tấm áp suất và giảm dần Các tấm . Tải trọng bên được phân phối không đồng đều trong phần đường cong . tải trên tấm áp suất bên ngoài cao hơn 20% ~ 30% so với phía bên trong . Biến động theo thời gian . tải cực đại khi tàu đi qua là 1 . 5 ~ 2 lần tải tĩnh và thời lượng là 0 . 1 ~ 0 {{25} 3 giây Sự thay đổi động này . Có nồng độ ứng suất xung quanh lỗ bu lông và tải trọng cao hơn 30% ~ 50% so với các phần khác. Nó là một khu vực có tỷ lệ cao cho các vết nứt mệt mỏi trong tấm áp lực. Các tấm áp lực đường sắt nặng cần phải tăng cường thiết kế của phần này.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến phân phối tải của tấm áp suất là gì?
Hình dạng của tấm áp suất là phím . Tải trọng của tấm áp suất phẳng được cô đặc ở giữa (yếu tố tập trung ứng suất 1 . 5 ~ 2 . 0) Đường sắt tốc độ cao chủ yếu áp dụng thiết kế hồ quang. Độ dày không đều sẽ dẫn đến phân phối tải không cân bằng. Quá mỏng ở giữa (<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.
- Làm thế nào để tối ưu hóa phân phối tải của tấm áp suất thông qua phân tích mô phỏng?
Mô phỏng phần tử hữu hạn là phương pháp chính . Một mô hình ba chiều của tấm áp suất - Rail - Sleeper được thiết lập, tải trọng thẳng đứng và bên được áp dụng, các bản đồ đám mây ứng suất được phân tích 20%~ 30%. Thiết kế tham số Điều chỉnh các tham số như độ dày tấm áp suất và bán kính fillet, so sánh phân phối tải của các sơ đồ khác nhau và chọn kết hợp tối ưu . Thuật toán để mô phỏng tải trọng nhất khi tàu đi qua và tối ưu hóa phân phối tải của tấm áp suất dưới tác động . Sau khi tối ưu hóa này, đỉnh ứng suất động của tấm áp suất đường ray tốc độ cao bị giảm 10% 10%~ 15%, nó làm cho phân phối tải đồng đều hơn, phù hợp với các tấm áp suất tàu điện ngầm với các yêu cầu nhẹ .
- Các biện pháp thiết kế cụ thể để tối ưu hóa phân phối tải của các tấm áp suất là gì?
Tăng độ dày xung quanh lỗ bu lông từ 10 mm lên 12 ~ 15mm và tăng bán kính fillet (r lớn hơn hoặc bằng 8 mm) để giảm hệ số nồng độ ứng suất xuống 30%~ 40%. và giảm áp suất cục bộ 10%~ 15%. Bán kính vòng cung của tấm áp suất đường ray tốc độ cao thường là 150 ~ 200mm . Thiết lập cốt thép gia cố Phân phối . Sử dụng thiết kế lớp vật liệu composite, với các vật liệu cường độ cao (như sợi carbon) trên bề mặt để chịu tải và vật liệu đàn hồi (như cao su) trên lớp bên trong để đệm .
- Sự khác biệt trong trọng tâm tối ưu hóa của phân phối tải của các tấm áp suất của các loại dòng khác nhau là gì?
Đường sắt tốc độ tập trung vào tối ưu hóa tải động . thông qua thiết kế vòng cung và bộ đệm vật liệu tổng hợp, đỉnh ứng suất động giảm 15%~ 20%, đảm bảo phân phối tải ổn định dưới độ rung tần số cao và độ lệch của bộ phận. thiết kế và kiểm soát hệ số nồng độ ứng suất trong vòng 1 . 2, có thể chịu được tải trọng cao liên tục được tạo ra bởi trọng lượng trục lớn . Edge . Độ đồng nhất phân phối tải được cải thiện 20% so với thiết kế độ dày bằng nhau và mức tăng chi phí không vượt quá 10%. Quá trình vận chuyển đường sắt đô thị cần tính đến cả tải trọng động và tĩnh và áp dụng thiết kế "sườn cốt thép ARC +", làm giảm 10%ứng suất ứng suất động và hệ số nồng độ ứng suất tĩnh nhỏ hơn hoặc bằng 1,3, thích nghi với các đặc điểm tải của các khởi động và dừng thường xuyên.