张德文
- 作品数：7 被引量：40H指数：3
- 供职机构：西南交通大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金四川省国际科技合作与交流研究计划项目四川省科技计划项目更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程动力工程及工程热物理兵器科学与技术更多>>
- 高速列车隧道会车流场的CFD分离涡数值模拟被引量：3
- 2019年
- 目的研究高速列车隧道会车压力波及列车尾流特性。方法建立某型高速列车三节车模型,采用脱体涡方法数值模拟两列车以350km/h在隧道内等速会车的流场。数值模拟的空间离散化压力项、密度项及修正的湍流黏度项使用二阶迎风格式,动量项使用有界中心差分格式,时间离散采用预处理二阶精度差分格式,用壁面函数处理隧道壁,使用雷诺时均法作方法对比。计算列车车头、侧墙及尾车等部位的压力时间历程,然后使用傅里叶变换对尾车测点进行频谱分析,最后对尾流中不同位置的湍流强度进行分析。结果头车所受压力波动最为剧烈,中间车次之,尾车最小。列车侧墙同一垂向位置不同高度压力变化相差不大。列车尾涡主频在3.85Hz附近,其可能对列车横向振动有一定的影响。结论尾涡是两个不断向后发展的中等强度涡旋,在充分发展段,其湍流强度会有一个较为明显的抬升,之后逐渐减弱。会车侧涡流由于横向发展较为迅速,导致其强度较小且减弱速度较快。
- 张德文卢耀辉李望毕伟
- 关键词：压力波频谱分析傅里叶变换
- 焊接残余应力对动车组铝合金车体疲劳强度的影响被引量：13
- 2019年
- 采用热-弹塑性法和固有应变法计算了动车组铝合金车体对接接头的残余应力,并进行了对比,以验证采用固有应变法计算残余应力的合理性;建立了车体的板壳有限元模型,参照标准《铁路应用—铁路车辆车体的结构要求》(EN 12663),确定车体服役状态的疲劳载荷工况,采用惯性释放法计算了车体有无残余应力的疲劳强度;根据最大主应力原则,将车体多轴应力转化为单轴应力,得到焊缝和母材关注点的平均应力和应力幅值;结合铝合金车体材料性能参数绘制了Goodman疲劳曲线,计算了每个关注点的可靠性安全系数,分析了残余应力对车体疲劳强度的影响。分析结果表明:焊接残余应力对母材关注点影响不大,其可靠性安全系数降幅小于5%;焊缝关注点的平均应力增加量可达25MPa,其可靠性安全系数降幅超过50%,最大为54%,使得车体容易疲劳失效;残余应力对焊缝关注点最大主应力的方向有明显的改变。
- 卢耀辉张德文赵智堂刘俊杰卢川
- 关键词：车辆工程有限元方法焊接残余应力固有应变法
- 基于FAD的铝合金车体焊接缺陷安全性评价方法研究被引量：2
- 2018年
- 目的确保高速列车运行安全,采用先进的方法和理论对焊接缺陷进行评定显得非常重要。方法采用断裂力学和有限元相结合的方法,建立车体全比例有限元模型。采用热弹塑性法对焊接残余应力进行有限元数值仿真。基于标准BS 7910提供的焊接缺陷评价方法,对焊接缺陷进行安全性评定。结果对车体带焊缝的有限元模型,依据BS EN12663标准施加车体所承受的载荷,获取焊缝关注点的应力转化所得到一次应力。根据关注点信息建立所在焊缝处的接头模型进行热弹塑性仿真模拟,从而获取该关注点残余应力数值及分布转化所得到二次应力。将焊接缺陷进行裂纹当量化,从而计算得到载荷比与应力强度因子比值,结合许用FAD曲线,对高速列车铝合金车体上焊缝关注点进行安全性评价。结论该方法对车体这种大型复杂焊接结构的安全性进行评价是可行的,并对焊接缺陷是否合于使用提出质量控制的建议。
- 刘俊杰卢耀辉党林媛肖柯宇张德文朱生长
- 关键词：安全性评价有限元分析
- 柴油机铝合金气缸盖热机耦合疲劳损伤分析被引量：4
- 2017年
- 针对某型高功率密度柴油机铝合金气缸盖,建立有限元模型,采用Abaqus计算结构温度场及应力场。以热机耦合应力场结果为基础,并考虑温度对材料性能的影响,计算气缸盖热机耦合疲劳损伤。由分析结果可知:在热机耦合加载条件下,气缸盖应力值最大为179MPa,位于气缸盖鼻梁区,考虑温度对铝合金材料强度的弱化影响,该值满足材料静强度要求。疲劳寿命分析结果表明:气缸盖危险区域的最大损伤值(对数值)为-4.54;气缸盖鼻梁区产生裂纹的主要原因是该处热机耦合疲劳载荷引起的应力集中。
- 张醒卢耀辉郑何妍张德文
- 关键词：气缸盖温度场
- 汽车正面耐碰撞性有限元仿真分析被引量：12
- 2018年
- 为研究汽车正面碰撞过程中的被动安全性能,建立了某型汽车整车有限元模型,基于中国新车评价规程(C-NCAP)对其进行评价。以运行速度为50 km/h的汽车与刚性墙发生正面碰撞为例,应用LS-DYNA软件进行有限元分析,对整车变形、车身能量、B柱加速度和前围侵入量等结果进行分析,研究汽车吸能部件对碰撞结果的影响。结果表明:碰撞过程中整车出现回弹现象,前部吸能不够充分;驾驶员侧加速度最大为41.6 g,满足国内碰撞要求;保险杠的最大位移量为490 mm,前纵梁的最大变形量为241.2 mm,从而得出碰撞中主要吸能部位为保险杆和前纵梁。通过正面碰撞仿真分析,得出该车有较好的正面耐撞性,得到的碰撞数值模拟结果可为该车的结构设计提供参考。
- 郑何妍卢耀辉张德文赵智堂刘俊杰
- 关键词：有限元法耐撞性
- 高速列车铝合金车体强度可靠性安全系数分析方法被引量：3
- 2019年
- 针对铁道车辆结构设计标准中给定的安全系数存在经验性,从可靠性理论出发,分析可靠性安全系数评估方法,使安全系数选取趋于合理。以某型高速列车车体为研究对象,建立其有限元模型,参照EN12663-1车体设计标准确定静强度载荷工况。并考虑高速会车情况下的气动载荷工况,施加边界条件对车体进行强度分析。同时结合车体铝合金材料性能绘制车体材料的不同可靠度的Goodman曲线,建立可靠度与安全系数的关系模型,对车体静强度和疲劳强度的可靠性安全系数进行了分析。结果表明:随着可靠度的提高,安全系数降低,车体满足不同可靠度下的静强度和疲劳强度要求。99.9%可靠度下静强度的最小安全系数为1.3,出现在整备状态下纵向受1 500 kN压缩载荷作用的工况下;考虑气动载荷影响,结构疲劳安全系数最小值为1.53,有一定的安全裕量,车体侧墙门角和窗角位置的安全系数较小。车体结构的应力和材料强度的分散性对安全系数有影响,为确保高速列车车体具有较高的可靠度,可以采取控制铝合金材料强度性能的分散程度、降低几何结构的应力集中和优化结构减小工作应力等措施来实现。
- 赵智堂卢耀辉张德文冯振曾京
- 关键词：静强度可靠性安全系数气动载荷
- 汽车整车结构侧面耐撞性有限元数值模拟被引量：3
- 2017年
- 目的研究汽车结构侧面主要承载部件的耐撞性,参考我国碰撞法规和ECE R95,根据国内某SUV汽车的参数和相关标准建立整车有限元模型和移动可变形壁障模型(MDB),对其进行数值模拟,为结构的优化设计提供参考。方法利用Hyper Mesh前处理将CAD模型转化为CAE有限元模型,输出k文件,并通过LS-DYNA大变形有限元仿真软件对其耐撞性进行计算。结果仿真结果显示,在汽车侧面碰撞过程中,B柱和车门等主要承载部件发生了较大的变形,B柱变形量为116.6 mm,车门的变形量为190 mm,其值符合标准要求,在碰撞结束后保证了足够的乘员空间。结论该车有较好的侧面耐撞性,且得出的碰撞数值模拟结果可为该车的结构设计提供参考。
- 郑何妍卢耀辉赵智堂张德文
- 关键词：移动变形壁障
