散粒煤对敞车静压力的三维有限元模拟
2016-05-07王斌杰赵方伟
铁道学报 2016年2期
王斌杰,赵方伟,李 强
(1.北京交通大学 轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心,北京 100044;2.中国铁道科学研究院 金属及化学研究所,北京 100081)
货车的重载化是铁路货物运输的主要发展方向[1]。随着货运量的增加,作为铁路货物运输主要车型的敞车在结构强度方面面临严峻考验。敞车以装载散粒煤为主,因此,散粒煤对敞车的压力影响成为突出的问题。
针对散粒煤对车辆的作用问题,尤其对敞车端、侧墙的压力问题,我国于1978年做了大量试验,通过试验的手段分析提出了散粒煤的类液态压力的作用机理,修订的TB/T 1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》[2]认为散粒煤对端、侧墙的压力沿车长和车宽均匀分布。美国铁道学会AAR标准[3]按朗肯土压力公式计算散体作用于敞车端、侧墙的压力,认为其压力分布是线性三角形分布。前苏联于1987年修订的规范[4]规定散粒煤以两倍的被动库仑土压力作用于端墙,认为对端墙的压力沿车高为线性三角形分布。文献[5]认为散粒货物对侧墙的静侧压力近似按库仑理论建立,采用附加质量的方法着重分析了散粒货物对车体侧墙的动侧压力,认为散粒货物在一定的横向振动加速度作用下呈类液态性质,散粒货物动侧压力分布规律为抛物线,其值随振动加速度的大小而变化。文献[6]运用水平层分析法,以二维平面问题为基础,分析散粒货物对铁路敞车端墙极限状态的被动侧压力。文献[7]以1/2冲击车和受试车有限元模型,依据车辆冲击试验规定,利用大变形碰撞非线性有限元方法进行重载敞车的冲击仿真分析,研究散体对敞车的冲击侧压力规律。……
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