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輕軌PC梁支座的有限元分析

發布于:2016-04-11 18:38
有限元分析

      跨座式輕軌交通系統是日本和歐美等發達國家在80年代提出的一種現代城市交通模式。和地鐵相比,它同時具有投資省(僅相當于地鐵投資的40%)、保護環境、節約能源、速度快(80 km/h)、爬坡能力強、不占用地面道路等優點,在國外發展異常迅速。根據城市的發展,我國將建設輕軌交通線路約300條,線路總長約4500 km。預計到2010年,我國將建成輕軌線路約450 km,到2020年,我國將建成輕軌線路約900 km,到2050年前,將全部建成約4500 km的輕軌線路。城市輕軌將與地鐵、市郊(城市)鐵路及其他軌道交通構成一個城市的快速軌道交通體合換乘樞紐,市民可方便換乘不同車次,乘客將感到乘坐軌道交通極其方便,軌道交通承擔的運量可達到城市公共交通運量的50%~80%。
      由于輕軌交通具有以上特點,它比較適合我國國情,尤其適合于改善現有的交通狀況。該線路工程全線長17.54 km,采用高架跨座式單軌交通方式。全線建成后可達到高峰小時運送3萬人次的客運能力。但輕軌交通及其相關技術在國內尚屬發展階段,有許多技術問題和產品開發有待解決。PC軌道梁鑄鋼支座是預應力混凝土梁與墩臺相連的支撐體。鑄鋼支座分為固定和活動支座2種,它們分別用于直線梁和曲線梁的支承,能同時承受輕軌列車高速行駛所產生的多種組合荷載,其中包括垂直縱橫向荷載、扭轉荷載以及沖擊荷載等。為滿足輕軌客車行車的安全可靠、平穩及低噪聲的要求,鑄鋼支座應具有足夠的強度、抗疲勞、耐磨、承受PC梁荷載和環境溫度變化以及防腐蝕的耐久性要求。因此,不論在材料的選用還是在制造精度以及結構形式上,它都比一般的橋梁支座要求高的多。為適應國內輕軌交通發展的需要,共同研制了跨座式輕軌PC梁鑄鋼支座,并對其進行了有限元分析和實驗研究,其目的是開發替代國外進口的同類產品,實現鑄鋼支座的國產化。
      按支座的實際尺寸,利用I-DEAS程序,建立了和實際零件比例為1:1的有限元模型,單元形式為四面體4結點單元。輕軌PC軌道梁固定支座和活動支座的三維實體和有限元模型如圖所示。豎向力,為一分布力(面力),作用在支座上擺頂面垂直方向,橫向荷載,為一分布力,作用在上擺頂面平行方向,橫向力矩,將其轉換為2個分布力,分別作用在支座上擺頂面,方向相反。


                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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