气动荷载作用下的薄板结构应力分析
本文以既有高速列车挡风装置的简化模型为研究对象,设计了两种平面薄板,一为实心薄板,另一个是33孔薄板。在流体方面,基于三维、定常、不可压N-S方程以及k-ε两方程湍流模型,采用有限体积法,通过理论分析与利用STAR-CCM+软件数值模拟相结合的方式对平面薄板的空气动力学性能进行了研究分析。在结构方面,利用ANSYS有限元分析软件对不同荷载及不同约束下的平面薄板的静力及模态进行了分析。结果表明:两种形式的平面薄板均对计算域内的流场产生了明显的影响,在薄板背后均产生了漩涡,且随着风速的增加,漩涡的位置发生变化,但是在薄板本身承受的气动荷载以及薄板附近及背风侧形成的漩涡及绕流两者有比较大的区别。在结构分析方面,开孔薄板在开孔处虽然存在一定程度的应力集中,但是薄板开孔后能够大大改善整个平面薄板的应力分布;此外,约束条件对于薄板本身最大挠度出现的位置、固有频率以及振型具有很大的影响。随着约束条件的减少,两种形式的薄板挠度均有较大的增加,板自身固有频率降低,振型发生了明显的改变。综合挡风效果,流场变化以及结构自身的稳定性,本文认为,开孔薄板整体要优于实心薄板。
高速列车 挡风装置 应力分析 气动荷载作用 流场特性
柳润东 毛军
北京交通大学,100044
国内会议
北京
中文
86-88
2014-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）