Symulacja rozkładu obciążenia i projekt optymalizacji płyty ciśnieniowej
- Jaka jest zasada rozkładu obciążenia płyty ciśnieniowej?
Obciążenie pionowe jest dystrybuowane w „wysokim w środku i niskim poziomie na krawędzi” . Obciążenie jest największym (około 200 ~ 300 MPa) w punkcie styku między środkową płytą ciśnienia a szyną .} Zasada jest większa w kierunku prędkości kolejowej .. plates. The lateral load is unevenly distributed in the curve section. The load on the outer pressure plate is 20%~30% higher than that on the inner side. The difference can reach 40% for small radius curves (R<=600m), resulting in faster wear of the outer pressure plate. The dynamic load Fluktua w czasie . Szczytowe obciążenie, gdy pociąg przechodzi, wynosi 1 . 5 ~ 2 razy obciążenie statyczne, a czas trwania wynosi 0 . 1 ~ 0 . 3 sekundy . wibracja o wysokim poziomie wysokości, dzięki czemu dystrybucja obciążenia jest bardziej niewiarygodna { Ta dynamiczna zmiana . Wokół otworu śruby występuje stężenie naprężeń, a obciążenie jest o 30% ~ 50% wyższe niż inne części. Jest to obszar o wysokiej incydencie dla pęknięć zmęczeniowych w płycie ciśnieniowej. Płyty ciśnieniowe o ciężkim obciążeniu muszą wzmocnić konstrukcję tej części.
- Jakie czynniki wpływają na rozkład obciążenia płyty ciśnieniowej?
Kształt płyty ciśnieniowej jest kluczem . Obciążenie płaskiej płyty ciśnieniowej jest skoncentrowane w środku (współczynnik stężenia naprężenia 1 . 5 ~ 2 . 0) . płyta ciśnienia łuku lepiej pasuje do szyny, a rozkład obciążenia jest bardziej jednolity (współczynnik 1 .} 2 ~ 1,3). Szybka kolei w większości przyjmuje projekt ARC. Nierównomierność doprowadzi do niezrównoważonego rozkładu obciążenia. Zbyt cienkie w środku (<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.
- Jak zoptymalizować rozkład obciążenia płyty ciśnieniowej poprzez analizę symulacji?
Symulacja elementu skończonego jest główną metodą . Trójwymiarowy model płyty ciśnieniowej - ustalany jest śpiąca, stosuje się obciążenia pionowe i boczne, analizowane są mapy chmury naprężenia, stężenie stężenia naprężenia (takie jak otwory śrubowe) i docelowa optymalizacja jest . Metoda może zmniejszyć stężenie naprężeń stężenia obciążenia przez prążkowane pułapki przez prasowe przez prążki na śrubie). 20%~ 30%. Parametryczna konstrukcja dostosowuje parametry, takie jak grubość płytki ciśnieniowej i promień filetu, porównuje rozkład obciążenia różnych schematów i wybiera optymalną kombinację . Dynamika fileta płyty ciśnieniowej jest zwiększona z 5 mm do 8 mm, a stężenie stresu jest zmniejszone o 15%~ 20%{13}}}}}}} symulacja płyty ciśnieniowej ARC. Aby zasymulować przejściowe obciążenie, gdy pociąg przechodzi, i optymalizuje rozkład obciążenia płyty ciśnieniowej pod wpływem . Po tej optymalizacji szczyt naprężenia dynamicznego płyty ciśnieniowej o dużej prędkości w obszarach o 10%~ 15%. optymalizacja topologiczna usuwa materiały w nieostronnych obszarach i utrzymuje struktury w dużych streskach. Rozkład obciążenia bardziej jednolity, który jest odpowiedni dla płyt ciśnieniowych metra o wysokich lekkich wymaganiach .
- Jakie są konkretne środki projektowe w celu optymalizacji rozkładu obciążenia płyt ciśnieniowych?
Zwiększ grubość wokół otworu śrubowego z 10 mm do 12 ~ 15 mm i zwiększ promień filetu (r większy lub równy 8 mm), aby zmniejszyć współczynnik stężenia naprężenia o 30%~ 40%. Ta miara należy przyjąć dla stałej obciążenia na płytkach ciśnienia kolejowego . Użyj powierzchni kontaktowej ARC, aby pasować do dolnego profilu kolei, zwiększyć powierzchnię kontaktową o 15%20%, rozwinąć rozkład rozkładu i zmniejszaj rozkład i zmniejszaj rozkład dystrybucji i obniżyć rozkład i zmniejszaj rozkład dystrybucji i zmniejszyć i zmniejszyć powierzchnię i zmniejszyć rozkład i zmniejszaj i zmniejszyć zakres dystrybucji i zmniejszyć i zmniejszyć i zmniejszyć rozkład dystrybucji, i zmniejszyć rozkład i zmniejsz i zmniejszyć zakres dystrybucji, i zmniejszaj i zmniejszyć rozkład dystrybucji i zmniejszyć. Ciśnienie lokalne o 10%~ 15%. Promień łuku szybkiej płyty ciśnieniowej szyny wynosi zwykle 150 ~ 200 mm . Ustaw żebra wzmacniające, dodaj żebro (wysokość 5 ~ 8 mm) między środkową płytą ciśnienia a otworem śruby, poprowadź obciążenie do śruby, zmniejszyć stężenie stresu na środku, a grubość płyty żebrowej jest 3 ~ 5mm. Dystrybucja . Użyj konstrukcji warstwowej materiału kompozytowego, z materiałami o wysokiej wytrzymałości (takimi jak włókno węglowe) na powierzchni, aby nosić obciążenie, a materiały sprężyste (takie jak guma) na warstwie wewnętrznej do buforowania . Jednomierność rozkładu obciążenia jest ulepszona o 20%~ 30%, co jest odpowiednie dla sekcji z silnymi drganiami .}}
- Jakie są różnice w optymalizacji rozkładu obciążenia płyt ciśnieniowych różnych typów linii?
Koleje szybkich skupiają się na dynamicznej optymalizacji obciążenia . Dzięki konstrukcji łuku i buforowaniu materiału kompozytowego, dynamiczny szczyt naprężenia jest zmniejszony o 15%~ 20%, zapewniając stabilny rozkład obciążenia pod wibracjami o wysokiej częstotliwości i odchylenie miernika toru, wzmacniając się lub równy ślubie i równe średniej i średnim, i środkowym, i środkowym. Kontrolując współczynnik stężenia naprężenia w odległości 1 . 2, który może wytrzymać ciągłe wysokie obciążenie generowane przez dużą masę osi . Po tej optymalizacji, pojemność łożyska 45 stalowej płyty ciśnieniowej jest zwiększona o 10%~ 15%. zwykłego kosztu bilansu kolei. EDGE . Jednomierność rozkładu obciążenia uległa poprawie o 20% w porównaniu z projektem równej grubości, a wzrost kosztów nie przekracza 10%. Transport kolejowy miejskiej musi uwzględniać zarówno obciążenia dynamiczne, jak i statyczne, a także przyjmuje projekt „żebra zbrojeniowy ARC +”, który zmniejsza pik naprężenia dynamicznego o 10%, a współczynnik stężenia naprężenia jest mniejszy lub równy 1,3, co dostosowuje się do charakterystyki obciążenia częstego startów i zatrzymywania.