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轨道车辆橡胶弹性元件设计计算方法PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：卜继玲，黄友剑编着
• 出 版 社：北京：中国铁道出版社
• 出版年份：2010
• ISBN：9787113120139
• 页数：189 页

图书介绍：本书围绕橡胶弹性元件在轨道车辆领域的应用，介绍橡胶弹性元件的有限元分析技术和疲劳寿命预测技术。第一章介绍了车辆上各种橡胶弹性元件起的作用及设计要点。第二章介绍了有限元分析技术的一些基本概念和基础理论。第三章阐述了橡胶弹性元件的有限元分析基础理论。第四章以ABAQUS软件为分析工具，进行了有限元结构分析的具体描述。第五章研究了橡胶弹性元件有限元分析中的一些高级技术。第六章对橡胶弹性元件的疲劳性能预测技术进行了探讨。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：机动车与驾驶人管理实务手册下一篇：混凝土梁桥病害与设计施工偏差分析 《轨道车辆橡胶弹性元件设计计算方法》目录 标签：编着 轨道 元件 弹性 橡胶

1 橡胶弹性元件在轨道车辆上的应用1

1.1 概述2

1.2 弹性元件的主要作用及其特性3

1.2.1 弹簧装置的主要作用3

1.2.2 弹簧的主要特性3

1.2.3 轨道车辆应用橡胶弹性元件的优缺点4

1.2.4 橡胶弹性元件设计时的注意事项4

1.3 轨道车辆应用的橡胶弹性元件5

1.3.1 轴箱定位装置5

1.3.2 二系悬挂装置12

1.3.3 限位装置21

2 有限元分析基础理论23

2.1 有限元分析方法概述24

2.1.1 有限单元法的发展25

2.1.2 有限元分析方法基本概念27

2.2 有限元分析计算模型30

2.2.1 结构几何模型30

2.2.2 有限元分析网格模型31

2.3 有限元分析求解37

2.3.1 单元分析37

2.3.2 整体分析37

2.3.3 结构求解38

2.4 有限元计算结果分析38

2.4.1 结构变形分布39

2.4.2 结构应力分布39

3 橡胶材料有限元分析基础41

3.1 橡胶材料的基础试验及参数拟合42

3.1.1 橡胶基础试验类型42

3.1.2 橡胶材料的基础试验42

3.1.3 橡胶材料的本构模型及系数定义45

3.1.4 黏弹性试验及材料参数拟合51

3.2 橡胶材料的隔振原理52

3.2.1 橡胶隔振材料的刚度特性53

3.2.2 橡胶隔振系统的隔振特性54

3.3 橡胶弹性元件几种典型失效形式57

3.3.1 功能性失效57

3.3.2 破坏性失效59

3.4 ABAQUS有限元分析软件简介60

3.4.1 ABAQUS的主要分析功能61

3.4.2 ABAQUS的主要模块61

3.4.3 ABAQUS的分析步骤62

3.4.4 ABAQUS/CAE界面简介63

4 橡胶弹性元件设计技术例解65

4.1 橡胶堆旁承设计66

4.1.1 旁承的结构与技术条件66

4.1.2 建立旁承的有限元模型66

4.1.3 定义材料属性和截面属性68

4.1.4 定义装配体和集合体69

4.1.5 网格划分69

4.1.6 定义耦合约束73

4.1.7 设置分析步73

4.1.8 定义边界条件和载荷74

4.1.9 提交分析作业78

4.1.10 后处理78

4.1.11 性能参数测试和误差分析82

4.2 橡胶球铰设计83

4.2.1 结构与技术条件83

4.2.2 用ABAQUS/CAE创建模型84

4.2.3 建立有限元分析模型87

4.2.4 作业功能模块96

4.2.5 后处理97

4.2.6 其他分析99

4.2.7 有限元分析结果与试验验证99

4.3 轴箱橡胶弹簧设计102

4.3.1 轴箱橡胶弹簧的结构102

4.3.2 创建部件102

4.3.3 定义材料属性104

4.3.4 定义截面属性106

4.3.5 装配部件106

4.3.6 设置分析步107

4.3.7 设置相互作用108

4.3.8 定义荷载和边界条件109

4.3.9 划分网格109

4.3.10 分析求解111

4.3.11 后处理112

4.3.12 有限元分析结果与试验结果对比114

4.4 抗侧滚扭杆设计115

4.4.1 抗侧滚扭杆刚度理论计算115

4.4.2 抗侧滚扭杆结构有限元分析假设与技术条件116

4.4.3 建立几何模型117

4.4.4 定义材料属性119

4.4.5 定义装配120

4.4.6 网格划分120

4.4.7 定义耦合约束127

4.4.8 设置分析步130

4.4.9 定义边界条件和载荷131

4.4.10 提交分析作业132

4.4.11 后处理133

4.4.12 有限元分析结果与试验结果对比分析136

4.5 空气弹簧设计137

4.5.1 空气弹簧结构137

4.5.2 空气弹簧系统模型138

4.5.3 空气弹簧系统单元类型139

4.5.4 空气弹簧系统材料类型140

4.5.5 空气弹簧系统装配及垂向承载141

4.5.6 空气弹簧系统垂向承载特性分析141

4.5.7 有限元分析结果与试验结果对比分析143

5 橡胶弹性元件有限元高级技术145

5.1 网格划分技术研究146

5.1.1 橡胶大变形分析的网格布局146

5.1.2 网格特征对模拟橡胶自由面形变的影响150

5.1.3 网格重划技术在橡胶弹性元件分析中的应用153

5.2 有限元分析精度技术研究156

5.2.1 轴箱橡胶弹簧蠕变特性分析156

5.2.2 沙漏效应的探讨159

5.2.3 橡胶弹性元件多向承载分析163

5.3 稳定性分析技术研究167

5.3.1 压缩型橡胶弹簧的稳定性分析167

5.3.2 剪切型橡胶弹簧的稳定性分析169

6 橡胶弹性元件疲劳寿命预测技术175

6.1 高级疲劳软件FE-SAFE的基本功能176

6.2 橡胶材料疲劳理论与试验研究177

6.2.1 有限寿命设计与损伤累积理论178

6.2.2 橡胶材料疲劳理论研究178

6.2.3 橡胶材料撕裂能试验180

6.3 橡胶球铰的疲劳寿命预测分析183

6.3.1 动应力应变的获取途径183

6.3.2 橡胶材料疲劳性能数据库的定义184

6.3.3 计算结果与试验验证185

6.4 橡胶弹性元件疲劳寿命预测技术展望186

参考文献187

后记189

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1、设计原理

轨道车辆橡胶弹性元件的设计原理主要基于力学原理和材料力学原理。首先，通过对轨道车辆运行过程中的受力分析，确定橡胶弹性元件所承受的载荷和应力。然后，根据橡胶材料的特性，选择合适的橡胶材料和结构形式，以满足轨道车辆运行过程中的性能要求。

设计过程中，需要考虑橡胶弹性元件的刚度、阻尼、疲劳寿命等因素。刚度决定了橡胶弹性元件的变形程度，阻尼决定了橡胶弹性元件的振动衰减能力，疲劳寿命则决定了橡胶弹性元件的使用寿命。

此外，设计过程中还需考虑橡胶弹性元件的安装方式、尺寸参数以及与轨道车辆其他部件的匹配性，以确保轨道车辆的整体性能和运行安全。

2、计算方法

轨道车辆橡胶弹性元件的计算方法主要包括有限元分析、实验测试和理论计算。有限元分析是一种基于数值模拟的方法，通过建立橡胶弹性元件的有限元模型，分析其受力、变形和应力分布情况。实验测试则是通过实际测试橡胶弹性元件的性能参数，如刚度、阻尼等，以验证设计方案的合理性。

理论计算则是基于力学原理和材料力学原理，推导出橡胶弹性元件的力学性能公式，为设计提供理论依据。在实际应用中，这三种方法往往相互结合，以提高设计计算的准确性和可靠性。

随着计算技术的发展，计算方法也在不断优化和改进。例如，采用自适应算法、并行计算等技术，可以大大提高计算效率，缩短设计周期。

3、应用领域

轨道车辆橡胶弹性元件广泛应用于轨道车辆的车轮、转向架、悬挂系统等部位。在车轮部位，橡胶弹性元件可以改善车轮与轨道的接触状态，降低车轮磨损，提高轨道车辆的运行平稳性。在转向架部位，橡胶弹性元件可以减小转向架的振动和噪声，提高乘坐舒适性。在悬挂系统部位，橡胶弹性元件可以吸收轨道不平顺带来的冲击，提高轨道车辆的运行稳定性。

随着轨道车辆技术的不断发展，橡胶弹性元件的应用领域也在不断扩大。例如，在高速轨道车辆、城市轨道交通等领域，橡胶弹性元件的设计和计算要求更高，对材料性能、结构形式等方面提出了更高的要求。

此外，橡胶弹性元件在轨道车辆维修、改造等领域也具有广泛的应用前景。

4、发展趋势

随着轨道车辆技术的不断发展，橡胶弹性元件的设计和计算方法也在不断优化和改进。以下是一些发展趋势：

（1）材料性能的提升：新型橡胶材料的研发和应用，将进一步提高橡胶弹性元件的性能，如刚度、阻尼、疲劳寿命等。

（2）计算技术的进步：随着计算技术的发展，计算方法将更加精确和高效，为橡胶弹性元件的设计提供更可靠的依据。

（3）智能化设计：结合人工智能、大数据等技术，实现橡胶弹性元件的智能化设计，提高设计效率和准确性。

（4）绿色环保：在设计和制造过程中，注重环保理念，降低橡胶弹性元件的生产和使用过程中的环境影响。

总结：

本文通过对“轨道车辆橡胶弹性元件设计计算方法.pdf电子书版文档下载”的深入分析，详细阐述了轨道车辆橡胶弹性元件设计计算方法的相关内容。从设计原理、计算方法、应用领域以及发展趋势等方面进行了全面阐述，为轨道车辆橡胶弹性元件的设计与计算提供了有益的参考和指导。

随着轨道车辆技术的不断发展，橡胶弹性元件的设计和计算方法将不断优化和改进，以满足更高性能和更广泛的应用需求。

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