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轨道检测车油箱的www.mg4355cc.com手机版

发布于:2018-10-18 22:06
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      某轨道检测车是专为青藏线设计的线路检测车辆,由于该线路环境特殊,气温变化大,海拔较高,湿度大,因此,对车辆设计的要求非常高。检测车自带发电设备,需要装备较大容积的油箱和电池箱,设计中首次采用了油箱与蓄电池箱组合在一起的结构形式。为了保证车辆在运行过程中油箱结构的安全可靠,要求对油箱及蓄电池箱进行强度验算和校核。车辆油箱的www.mg4355cc.com手机版计算通常是一件很困难的事情,其主要难度在于如何比较合理地处理油体对油箱的作用情况,准确地模拟车辆运行中油体晃动对油箱的冲击作用,但是在工程中这类问题很多,这里采用了www.mg4355cc.com手机版方法,对油箱分别受纵向、横向和垂向冲击荷载作用进行了模拟和强度校核。在分析过程中,提出了一种既简单可行又比较接近实际情况的油体加载方法。通过分析,给出了结构在惯性力冲击荷载作用下的应力分布,并就原设计提出了一些建议。
      油箱及蓄电池箱整体结构为由钢板焊接而成的箱体结构,油箱处于箱体中部呈T字形,电池箱在外侧,在油箱及电池箱中设置若干钢质隔板,整体结构由焊接在箱体顶部的八个吊座固定在车体底架梁上,为了满足整车结构布局设计的需要,第一次采用了油箱及电池箱组合设计的新模式。这种设计具有占用空间小,便于整体设计,省材料等优点,但这种设计方式将会使结构同时受到油箱内油体及电池箱中蓄电池惯性力作用,可能导致较复杂的应力分布。所以需要进行仔细的分析研究。结构主要技术参数如下:车辆构造速度200m/h,油箱电池箱总重量3500kg,箱体自重泡括防寒层重1100kg,油体总重1550kg,蓄电池总重836kg,油箱容积1800L;箱体几何尺寸为1925mmX2640mmX662mm。由于结构并非完全对称,因此计算模型采用整体建模形式。箱体整体均采用钢板焊接而成,故有限元力学模型中全部采用了板壳单元,模型对主要的承重构件都进行了模拟,并考虑了油箱大的孔洞及一些细部环节,在单元划分时对较易出现应力集中的吊座周围网格进行了加密,计算模型如图。根据GB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定》,须验算吊座、油箱及电池箱在如下三种不同冲击加速度的强度,即:工况1:沿车体垂向,工况2:沿车体纵向,工况3:沿车体横向,其中,g为重力加速度。
      电池本身为固体,因此其对箱体加载非常简单,箱体的惯性力及重力加载也可依照软件提供的体力加载方法方便实现。而油体为液体,其对油箱的作用在冲击情况下是一个极其复杂的过程,目前对于冲击较大的液固耦合问题尚无较好的解决办法,油箱内油位的不同,其计算方法也会有差异。本文按油箱满油位的情况下,分别按三种工况对箱体施加荷载。根据流体力学的基本原理,油体对油箱的作用主要以压力的形式产生,故将油体作用力按压力分别作用于油箱不同面上。在重力及上述各工况加速度惯性力的作用下,油体对油箱的压力分布也是很复杂的。对于油体承受不同方向加速度惯性力,其压力P分布可以近似按叠加原理计算。如图所示,在一个密闭的容器内,当液体受垂直和水平两个不同方向惯性力同时作用时,其作用于容器壁上的压力可以简单地利用叠加原理计算出来,下面按照“液体压力叠加原理”对油箱进行加载。
      以主油箱在2工况下的受力为例,主油箱在2工况下的受力,可看成纵向5g加速度惯性力与垂向1g重力的叠加,叠加过程如图.。油箱实际结构形状并非规则的立方体,并且其内部还设有隔板,隔板对油体冲击力的缓解作用是十分明显的。所以,实际加载按如下原则进行:将隔板隔成的每个区域作为一个独立规则的立方体,先按上述方法加载。对于隔板上的开孔部位按实际情况不加载,这样则会出现油体惯性力加载不足的情况。



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