气密载荷下高铁司机室结构强度分析及优化

复合材料科学与工程 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (1): 107-111.

气密载荷下高铁司机室结构强度分析及优化

林鹏¹, 姚刚², 罗剑岚³, 王明³, 蔡计杰³, 惠述俭³, 俞伊姗²

1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司,青岛266111;
2.上海秦耀航空试验技术有限公司,上海201200;
3.上海晋飞碳纤科技股份有限公司,上海201306

收稿日期:2020-03-18 出版日期:2021-01-28 发布日期:2021-01-25
通讯作者: 俞伊姗(1994-),女,硕士研究生,主要从事产品设计、结构强度仿真方面的研究,yuyishan1994@163.com。
作者简介:林鹏(1982-),男,博士研究生,主要从事产品设计、结构强度仿真方面的研究。

STRUCTURAL STRENGTH ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF HIGH-SPEED RAILWAY COCKPIT UNDER SEALING LOAD

LIN Peng¹, YAO Gang², LUO Jian-lan³, WANG Ming³, CAI Ji-jie³, XI Shu-jian³, YU Yi-shan²

1. CRRC Qingdao Sifang Co., Ltd., Qingdao 266111, China;
2. Shanghai Cheer Aviation Testing Technique Co., Ltd., Shanghai 201200, China;
3. Shanghai Cedar Composites Technology Co., Ltd., Shanghai 201306, China

Received:2020-03-18 Online:2021-01-28 Published:2021-01-25

摘要/Abstract

摘要： 为了探究气密载荷对高铁司机室结构强度的影响,以某高铁产品为研究对象,利用Hypermesh软件建立司机室有限元模型,对其在气密载荷作用下的结构强度进行评估。根据强度评估结果,利用OptiStruct对侧墙复合材料铺层方案进行优化。研究结果表明:气密载荷作用会对司机室大开口附近的结构造成较大的位移;通过对复合材料铺层的优化,不仅可以改善结构位移,还能达到结构轻量化效果,优化后的结构位移减少了14.2%,质量下降了6.95%。

关键词: 高铁, 复合材料, 优化设计, 强度分析, 轻量化

Abstract: In this paper, in order to investigate the effect of sealing load on the structural strength of high-speed railway cockpit,the cockpit of one high-speed train was taken as research target. First, Hypermesh was used to establish the finite element model of cockpit and the structural strength of cockpit under sealing load was evaluated. Then in response to the strength evaluation results, OptiStruct was used to optimize the layup of composite materials which were used in the side wall of cockpit. The research result shows that the effect of sealing load causes a large displacement close to the large opening structure. At the seam time, by optimizing the layup of composite materials, not only can the structural displacement be ameliorated, but the structural lightweight effect can also be achieved. The structural has a 14.2% reduction in displacement and a 6.95% reduction in weight compared to the original design.

Key words: high-speed railway, composite materials, optimization, strength analysis, lightweight structure

中图分类号:

TB332

林鹏, 姚刚, 罗剑岚, 王明, 蔡计杰, 惠述俭, 俞伊姗. 气密载荷下高铁司机室结构强度分析及优化[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(1): 107-111.

LIN Peng, YAO Gang, LUO Jian-lan, WANG Ming, CAI Ji-jie, XI Shu-jian, YU Yi-shan. STRUCTURAL STRENGTH ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF HIGH-SPEED RAILWAY COCKPIT UNDER SEALING LOAD[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2021, 0(1): 107-111.

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