【iSolver案例分享61】基于EN 15227的列车排障器强度校核

1. 引言

   iSolver为一个完全自主的面向工程应用的通用结构有限元软件，对标Nastran、Ansys、Abaqus设计和实现，具备结构有限元常用分析类型和单元、材料、载荷等基础算法组件，精度和Abaqus一致。本文以排障器强度校核为例，演示iSolver的分析流程，并将iSolver和Abaqus计算结果进行对比。

2. 案例背景

   排障器是轨道车辆用于排除前方诸如石块、积雪等障碍物，避免辗过路轨上的障碍物后把物体卷入车辆底部而造成运行障碍甚至导致出轨的一种装置。作为列车防碰撞主要部件之一，排障器保证了列车的行驶安全，发生列车与障碍物正面相撞事故时，没有装排障器的列车在相撞后，底架悬挂的设备可能受到破坏，而装上排障器后可减少甚至避免设备受到破坏。

3. 有限元模型介绍

   排障器模型采用壳单元模拟，模型共包括壳单元55952个。排障器有限元模型如下：

图1 排障器有限元模型

   排障器采用碳钢材料，材料属性如下：

图2 材料属性

   分析步设置如下：

图3 分析步设置

   EN 15227标准规定了轨道车辆排障器需满足的计算要求，以确保其在受到碰撞过程中能保证车辆底架设备等的安全，排障器静强度计算工况如表1所示：

表1

   工况1、2载荷示意图如下所示：

图4 工况1载荷设置     图5 工况2载荷设置

4. 结果对比

   基于Abaqus软件计算相同工况，并将其与isolver计算结果进行对比：

图6 工况1 isolver Mises应力云图

图7 工况1 Abaqus Mises应力云图

图 8 工况1 isolver 位移云图

图 9 工况1 Abaqus 位移云图

图10 工况2 isolver Mises应力云图

图11 工况2 Abaqus Mises应力云图

图12 工况2 isolver位移云图

图13 工况2 Abaqus 位移云图

  结论：通过isolver与Abaqus计算的EN 15227中规定的两种排障器工况中，排障器的Mises应力及位移结果均一致。

5. iSolver免费下载

  iSolver为免费软件，且无license限制，最新版免费下载地址如下：

https://www.jishulink.com/content/post/337351

6. 以往iSolver案例

第 1 篇：桥梁的模态分析案例

https://www.jishulink.com/content/post/1308235

第2篇：标准紧凑拉伸(CT)试样的弹塑性分析

https://www.jishulink.com/content/post/1311068

第3篇：理想弹塑性简支梁三点弯曲

https://www.jishulink.com/content/post/1312567

第 4 篇：钢混组合梁支梁三点弯曲

https://www.jishulink.com/content/post/1314142

第 5 篇：龙门架 模态分析 案例

https://www.jishulink.com/content/post/1787486

第 6 篇：桁架的跃越失稳

https://www.jishulink.com/content/post/1788519

第 7 篇：内压罐分析案例

https://www.jishulink.com/content/post/1789593

第 8 篇：三角桁架结构分析

https://www.jishulink.com/content/post/1793131

第 9 篇：上承式公路拱桥

https://www.jishulink.com/content/post/1791578

第 10 篇：单自由度振动隐式动力学

https://www.jishulink.com/content/post/1796589

第 11 篇：电连接器端子变形分析

https://www.jishulink.com/content/post/1802796

第 12 篇： 无铰拱的几何非线性分析

https://www.jishulink.com/content/post/1805030

第 13 篇：支架变形分析

https://www.jishulink.com/content/post/1808197

第 14 篇：有缺口工字梁四点弯曲

https://www.jishulink.com/content/post/1813708

第 15 篇：空间站太阳翼桅杆模态分析案例

https://www.jishulink.com/content/post/1819421

第 16 篇：三维刚性壁面圆管声模态计算

https://www.jishulink.com/content/post/1821735

第 17 篇： 波纹钢腹板简支梁受弯分析

https://www.jishulink.com/content/post/1824652

第 18 篇：一端开放圆管空气声腔声模态分析

https://www.jishulink.com/content/post/1830523

第 19 篇：开口钢管桩的单轴压缩试验

https://www.jishulink.com/content/post/1836426

第 20 篇：地基中波的传播特性

https://www.jishulink.com/content/post/1842480

第21篇：自主化圆柱建模及静力分析

https://www.jishulink.com/content/post/1845836

第 22 篇：铝制易拉罐的单向压缩试验

https://www.jishulink.com/content/post/1846655

第23篇：镂空钢板的承压测验

https://www.jishulink.com/content/post/1850649

第24篇：球面网壳模态分析

https://www.jishulink.com/content/post/1849299

第25篇：假肢脚踝受冲击荷载

https://www.jishulink.com/content/post/1852457

第26篇：欧拉梁单元弯矩计算

https://www.jishulink.com/content/post/1856479

第27篇：桩靴的承压测验

https://www.jishulink.com/content/post /1859305

第28篇：吸力桶的力学性能测试

https://www.jishulink.com/content/post/1862342

第29篇：弹塑性钢架桥梁的模态分析案例

https://www.jishulink.com/content/post/1864145

第30篇：压力容器受内压仿真案例

https://www.jishulink.com/content/post/1864926