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與上翼板接觸靠近排障器中部的兩塊縱筋板以及排障器下部橫筋板的中部位置有限元分析后應(yīng)力比較大，因此，加厚兩塊縱筋板，使其變成12 mm厚，同時(shí)在下部橫筋板的中部焊接一塊補(bǔ)強(qiáng)板，為了增加斜撐管的強(qiáng)度，增加了一個(gè)封板和一個(gè)筋板。
改進(jìn)后排障器約束和加載方式與改進(jìn)前相同，圖為改進(jìn)后結(jié)構(gòu)中心負(fù)載140 kN時(shí)Top而Von Miser應(yīng)力云圖，圖為改進(jìn)后結(jié)構(gòu)中心負(fù)載140 kN時(shí)Bottom而Von Miser應(yīng)力云圖。從分析結(jié)果可知，改進(jìn)后排障器Top而和Bottom而的最大應(yīng)力分別為255.986 MPa和265.007 MPa，排障器最大應(yīng)力位置處在與上翼板接觸靠近排障器中部的兩塊縱筋板的母材區(qū)域，此區(qū)域的制造材料為12 mm低溫容器板16MnDR，其最小安全系數(shù)為315/265.007=1.189>1.15；排障器焊縫區(qū)域Top而和Bottom而最大Von Miser應(yīng)力分別為202.377 MPa和204.401 MPa，其最小安全系數(shù)為286/204.401=1.399>1.15。因此，改進(jìn)后排障器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比改進(jìn)前的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，而且改進(jìn)后排障器結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。
為了驗(yàn)證有限元仿真分析結(jié)果的可靠性，本研究對(duì)有限元仿真分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。排障器的試驗(yàn)結(jié)果在鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的200 km車(chē)體靜強(qiáng)度檢驗(yàn)報(bào)告之中。有限元仿真分析結(jié)果取點(diǎn)的位置及數(shù)值如圖所示，有限元仿真分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如表所示。通過(guò)表可知，有限元仿真分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相差不大，在一個(gè)可以接受的誤差范圍內(nèi)，因此，排障器的有限元仿真分析結(jié)果是可靠的，排障器的設(shè)計(jì)改進(jìn)方案是合理的。
本研究對(duì)排障器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了強(qiáng)度分析，得出了原結(jié)構(gòu)的薄弱位置，提出設(shè)計(jì)改進(jìn)方案并進(jìn)行強(qiáng)度分析，最后將仿真分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了仿真分析結(jié)果的可靠性以及改進(jìn)方案的結(jié)構(gòu)合理性。運(yùn)用仿真分析來(lái)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性在現(xiàn)代設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常用到，它不僅可以提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且也能降低設(shè)計(jì)成本，同時(shí)排障器的改進(jìn)方案對(duì)其它車(chē)型的排障器設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。
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