基于拓扑和几何尺寸优化的动力集中动车组牵引梁减重优化设计

摘要：

以某型动力集中式动车组车体牵引梁为例,在拓扑优化时,以牵引梁的质量减小为约束条件,寻求柔度最小时的材料分布,重构牵引梁的结构形状;在几何尺寸优化时,以牵引梁的板厚减小和符合安全条件为约束条件,寻求牵引梁质量最小时的板厚,从而进行牵引梁在满足规范安全要求下最大程度地一体化减重优化设计;基于拓扑优化和几何尺寸优化,选择2种不同的牵引梁优化结构,分别选用常用材料Q345和Q460进行减重和应力对比,并将减重更多、选用材料与初始设计材料Q460相同的优化后牵引梁代入整车模型中,进行静强度和疲劳强度校核.结果 表明:牵引梁前端的长度和弧形板的弧度是牵引梁优化设计的主要内容,增加前端的长度有利于结构的传力;进行一体化减重设计后的结构,较初始设计时减重最多可达50.9％,具有明显的减重效果,且减重优化后牵引梁Mises应力均满足要求;优化后的牵引梁结构满足BS EN12663-1-2010和TB/T3548-2019标准规定的静强度和疲劳强度要求.

关键词：拓扑优化、几何尺寸优化、动力集中动车组、牵引梁、减重优化设计

所属期刊栏目：42

分类号：U266(机车工程)

资助基金：辽宁省自然科学基金2019-KF-05-07

在线出版日期：2021-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：122-129