轨道列车车体轻型复合材料性能研究

发布时间：2023-03-05 04:31

　　轨道列车车体的轻量化设计能大大降低列车牵引功率,从而降低了列车提速的难度。夹芯结构具有质量轻、弯曲刚度与强度大、抗失稳能力强、隔热及吸声等优点,作为轨道列车车体材料,既能保证车体刚度和强度,还能降低车身重量,又具有阻燃、吸收噪音的功能。本文针对铝面板/聚酯(PET)泡沫夹芯结构,采用试验结合仿真分析的方法研究了夹芯板抗弯性能、局部压缩性能及落锤冲击性能。为保证仿真分析的可靠性,获取准确的材料参数,对夹芯板的铝面板进行了拉伸试验,得到了铝面板的弹性模量、屈服强度及真实应力-应变曲线;对PET泡沫芯层进行了压缩试验及剪切试验,得到了芯层的平压强度、平压弹性模量、剪切弹性模量、剪切强度、失效剪切应变以及压缩应力-应变曲线、剪切应力-应变曲线。制作了四种不同规格的夹芯板用于不同的试验。对这四种规格的夹芯板进行了三点弯曲试验,分析了其载荷-位移曲线及变形形态,结果表明面板厚度主要影响夹芯板的载荷及整体变形形态,而芯层密度主要影响芯层的破坏形式。对不同面板厚度和芯层厚度的夹芯板进行仿真分析,结果表明夹芯板破坏载荷随面板厚度的增加而增加,同样随芯层厚度的增加而增加。考虑到车体的轻量化设计,引入比载荷...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的目的和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 夹层结构概述及应用
        1.2.2 夹芯板力学性能研究现状
        1.2.3 轨道列车夹层结构应用
        1.2.4 PET泡沫夹芯板及应用
    1.3 论文主要研究内容
第2章 夹芯板制备及基体材料试验
    2.1 夹芯板的制备
    2.2 基体材料性能试验
        2.2.1 面板材料拉伸试验
        2.2.2 芯层平压试验
        2.2.3 芯层剪切试验
    2.3 本章小结
第3章 夹芯板抗弯性能研究
    3.1 夹芯板三点弯曲试验
        3.1.1 试验装置及试件
        3.1.2 试验结果
    3.2 夹芯板三点弯曲有限元分析
        3.2.1 夹芯板三点弯曲有限元模型
        3.2.2 夹芯板三点弯曲有限元模型验证
    3.3 夹芯板抗弯性能参数分析
        3.3.1 面板厚度对夹芯板三点弯曲承载能力的影响
        3.3.2 芯层厚度对夹芯板三点弯曲承载能力的影响
    3.4 本章小结
第4章 夹芯板局部准静态及动态压缩性能研究
    4.1 夹芯板局部准静态压缩试验
        4.1.1 试验装置及试件
        4.1.2 试验结果
    4.2 夹芯板局部准静态压缩仿真分析
        4.2.1 夹芯板局部准静态压缩有限元模型
        4.2.2 夹芯板局部准静态压缩有限元模型验证
        4.2.3 面板厚度对夹芯板局部准静态压缩承载能力影响
    4.3 夹芯板局部冲击试验
        4.3.1 试验装置及试件研究
        4.3.2 试验结果
    4.4 夹芯板局部冲击仿真分析
        4.4.1 夹芯板局部冲击有限元模型
        4.4.2 冲击速度对夹芯板承载能力的影响
    4.5 本章小结
第5章 PET复合顶板承载性能仿真分析
    5.1 现代有轨电车概述
    5.2 夹芯板参数确定
    5.3 现代有轨电车复合顶板强度有限元验证
        5.3.1 复合顶板承载要求
        5.3.2 复合顶板均布承载性能验证
        5.3.3 复合顶板局部承载性能验证
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3755711