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根據(jù)鐵路貨車提速重載技術政策和鐵路新產(chǎn)品開發(fā)工作計劃，實現(xiàn)我國鐵路貨從60噸級向70噸級的升級換代，可以用來提高鐵路運輸能力，太原軌道交通裝備有限公司完成了70噸級鐵礦石漏斗車的技術設計，并于2007年4月通過了鐵道部運輸局在北京組織相關專家進行的技術方案審查。依據(jù)TB/T1335-1996鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規(guī)范縱向力載荷取值為：第一工況拉伸載荷取值為1780 kN、第一工況壓縮載荷取值為1920 kN，第二工況壓縮載荷取值為2500 kN>的有關要求確定70噸級鐵礦石漏斗車車體結構靜強度分析、剛度分析的載荷條件和評價標準，采用美國ANSYS有限元軟件對該車車體的靜強度、剛度進行分析和評價。
1.車體結構介紹
70噸級鐵礦石漏斗車車體鋼結構為無中梁結構，由底架、側墻、端墻、漏斗等主要部件焊接而成。車體主要型鋼和板材均采用Q450NQR1高強度耐候鋼。
該車底架由牽引梁、下側梁、枕梁、端梁、橫梁及地板等焊接而成。牽引梁采用屈服強度為450MPa的熱軋310乙字型鋼;枕梁為上蓋板、下蓋板和雙腹板焊接而成;下側梁為高度為180 mm的冷彎矩型鋼;上心盤采用半徑179 mm的鍛造上心盤，前從板座和后從板座材質(zhì)采用C級鑄鋼，車體結構介紹70噸級鐵礦石漏斗車車體鋼結構為無中梁結構，由底架、側墻、端墻、漏斗等主要部件焊接而成。車體主要型鋼和板材均采用Q450NQR1高強度鋼。
該車底架由牽引梁、下側梁、枕梁、端梁、橫梁及地板等焊接而成。牽引梁采用屈服強度為450MPa的熱軋310乙字型鋼;枕梁為上蓋板、下蓋板和雙腹板焊接而成；下側梁為高度為180 mm的冷彎矩型鋼；上心盤采用半徑179 mm的鍛造上心盤，前從板座和后從板座材質(zhì)采用C級鑄鋼。側墻為直立板柱式結構，由上側梁、側板和側立柱等焊接而成。側立柱采用雙曲面型鋼；上側梁使用異形鋼管。端墻為上端梁、上端板、下端板、端墻腰帶、端墻端柱、端墻斜撐等焊接而成。漏斗為焊接結構，由中漏斗板、側漏斗板、中隔板、端隔板、分柞梁、導流板等焊接而成。
2.載荷施加及結果評定的依據(jù)
按照鐵路貨車增加載重技術討論會提出的要求，將TB/T 1335-1996鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規(guī)范的第一工況縱向拉伸力從1125 kN提高到1780 kN；第一工況縱向壓縮力從1400 kN提高到1920 kN，第二工況縱向壓縮力從2250 kN提高到2500 kN。其余載荷按照規(guī)范進行施加。
車體垂向彎曲剛度考核按規(guī)范第8.3.3條進行，在分析車體鋼結構垂向彎曲剛度的時候，把該車的承載方式看作底架和側墻共同承載。
3.分析模型
70噸級鐵礦石漏斗車車體鋼結構是橫向?qū)ΨQ的，取一半車體進行分析，采用四節(jié)點二次板殼單元進行shell63離散，共劃分了71664個節(jié)點，73971個單元。
4.分析結果
4.1.剛度分析
車體在垂向靜載荷作用下，側梁中部最大垂向位移為3.275 mm，按照規(guī)范規(guī)定，側梁的許用撓度值為4.35 mm，滿足規(guī)范要求。垂直靜工況下的位移云圖，見圖。
4.2.強度分析
在第一工況拉伸，最大應力值為234.7 MPa發(fā)生在靠近前從板座處的牽引梁上。枕梁處的最大應力值為219 MPa，發(fā)生在外側枕梁腹板靠近側梁處；端墻的最大應力值為132 MPa，發(fā)生在端板與端柱連接下部；以上各值均小于相應的許用應力值。模型的應力云圖，見圖。
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