基于有限元法的鋁合金車體可靠性研究.pdf

1、目前，我國高速鐵路正處在飛速發(fā)展時(shí)期，對(duì)高速動(dòng)車組進(jìn)行了大量的研究，取得了矚目的成果。但在鋁合金車體的設(shè)計(jì)上，仍然以靜強(qiáng)度計(jì)算分析和模態(tài)分析為主，沒有將可靠性的概念引入鋁合金車體的設(shè)計(jì)中。故本文旨在探究一種適用于鋁合金車體這樣的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度可靠性分析方法。
　　本文首先對(duì)常用的可靠性分析方法進(jìn)行了介紹，并對(duì)其各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行了分析，并結(jié)合鋁合金車體的特點(diǎn)，從理論上提出了一套可靠性分析方法和流程。
　　然后，

2、對(duì)ANSYS PDS模塊進(jìn)行深入研究，探究其可用于鋁合金車體可靠性分析的途徑和方法。其中，重點(diǎn)研究了基于ANSYS有限元分析結(jié)果，擬合響應(yīng)面方程。ANSYS提供了兩種響應(yīng)面抽樣方法：中心合成設(shè)計(jì)法和Box-Behnken矩陣法。這兩種方法使得樣本點(diǎn)的數(shù)量大為減少，是對(duì)鋁合金車體這樣的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析的一條有效途徑。
　　最后，本文通過TC-02鋁合金車體的實(shí)例計(jì)算，檢驗(yàn)并優(yōu)化了已提出的方法和流程，總結(jié)出了一套既易于工程應(yīng)

3、用又具有較高準(zhǔn)確性的鋁合金車體可靠性分析方法：1、分析鋁合金車體結(jié)構(gòu)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并劃分網(wǎng)格；2、確定隨機(jī)變量及其分布；3、選擇響應(yīng)面抽樣方法，抽取樣本進(jìn)行有限元計(jì)算；4、根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果，擬合響應(yīng)面方程；5、根據(jù)響應(yīng)面方程，運(yùn)用蒙特卡洛法或一次二階矩驗(yàn)算點(diǎn)法進(jìn)行可靠度計(jì)算；6、運(yùn)用ANSYS PDS模塊進(jìn)行靈敏性分析。
　　通過對(duì)TC-02鋁合金車體四種工況的實(shí)例計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)，雖然計(jì)算帶有一定的安全系數(shù)，但結(jié)構(gòu)仍然存在失效的