【摘 要】
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随着铁路集装箱运输的高速发展,对铁路特种集装箱的运用以及需求也在迅速增加,然而目前对铁路运输环境下的特种集装箱结构疲劳可靠性的研究仍处于空白状态,为了确保运输安全性,需要根据铁路运输工况对关键部位的振动响应进行振动特性分析以及疲劳可靠性分析。本论文以LNG罐式集装箱作为研究对象,利用铁路货车车体疲劳与整车振动试验台进行振动试验,结合仿真分析,对LNG罐式集装箱关键部件的振动响应开展相应研究。本论文
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随着铁路集装箱运输的高速发展,对铁路特种集装箱的运用以及需求也在迅速增加,然而目前对铁路运输环境下的特种集装箱结构疲劳可靠性的研究仍处于空白状态,为了确保运输安全性,需要根据铁路运输工况对关键部位的振动响应进行振动特性分析以及疲劳可靠性分析。本论文以LNG罐式集装箱作为研究对象,利用铁路货车车体疲劳与整车振动试验台进行振动试验,结合仿真分析,对LNG罐式集装箱关键部件的振动响应开展相应研究。本论文主要研究内容如下:（1）对LNG罐式集装箱结构进行研究,建立LNG罐式集装箱有限元模型,根据实际运行条件,确定载荷类型以及施加方式,对LNG罐式集装箱进行有限元静力学仿真分析,得到了箱体的疲劳关键部位,并计算得到了箱体关键部位在各载荷工况下的静应力响应值以及载荷-应力传递系数;（2）建立LNG罐式集装箱动力学模型,对LNG罐式集装箱进行动力学仿真分析,获得箱体各底角件处的载荷响应,对载荷识别方法进行研究,获得箱体的载荷响应,结合载荷-应力传递系数,得到了LNG罐式集装箱关键部位在各载荷工况下的动应力响应;（3）确定LNG罐式集装箱的动应力测点以及加速度测点位置,利用铁路货车车体疲劳与整车振动试验台,对LNG罐式集装箱进行美国五级谱激励下的整车振动试验,采集60km/h、80km/h、100km/h、120km/h速度级下各测点响应数据,经数据处理后获得动应力响应数据以及加速度响应数据;（4）对LNG罐式集装箱进行有限元仿真模态分析,并根据实测加速度响应数据,利用Poly MAX法对LNG罐式集装箱进行工作模态分析,结合有限元仿真模态分析结果,确定LNG罐式集装箱工作模态参数;（5）根据仿真载荷响应以及实测应力响应,结合材料S-N曲线和Miner法则,对LNG罐式集装箱关键部位进行疲劳损伤计算,筛选疲劳损伤较大的关键部位,计算仿真载荷疲劳寿命和实测应力疲劳寿命,对比分析后确定关键部位疲劳寿命评估依据,进行关键部位疲劳寿命评估,并对关键部位的动应力响应进行PSD频谱分析,结合模态分析结果,进行关键部位的振动特性分析。图58幅,表23个,参考文献81篇。
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