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機車車體強度分析是機車設計中非常重要的一個環(huán)節(jié)，主要是針對車體結構的安全性進行理論上的分析和評定。本研究以某型機車車體強度分析為例，從材料利用度和結構安全性的角度，對車體結構強度分析結果進行可視化探討。
材料利用度是材料的實際承載情況與材料的最大許用承載能力之間的對比，反映的是材料力學性能的使用程度，結構的安全系數(shù)反映的是結構許用承載能力的可靠性。在車體結構中，由于不同制造材料、不同厚度同種材料和焊縫區(qū)域的靜強度和疲勞強度許用應力各不相同，應力最高的位置不一定是材料利用度最高或者安全系數(shù)最小的位置。在多種不同厚度和不同制造材料的焊接車體結構中，通過材料利用度和安全系數(shù)云圖能直觀反映出車體靜強度和疲勞強度的薄弱部位。將車體強度分析的結果以材料利用度以及安全系數(shù)云圖形式給出，使車體強度安全性分析結果的描述更具有直觀性。
車體結構靜強度分析的結果通常以有限元分析計算的應力位移云圖結果表述出來。從結構的應力位移云圖上可以反應出結構應力最高的位置和應力較集中的區(qū)域，但結構的應力最高位置不一定是結構的最危險位置，從應力位移云圖中并不能直觀地反應出結構的安全性和結構的薄弱部位。
本研究將結構的材料利用度云圖、安全系數(shù)云圖結合結構的應力位移云圖引入車體靜強度計算的結果分析中，不僅可以描述出結構的應力分布情況，同時可以直觀地反映出結構的最危險位置及結構的安全性。
在車體疲勞強度分析中，常用Mooommer-Japer(下文簡稱Moo二)疲勞曲線來對車體的疲勞強度結果進行描述。根據(jù)車體疲勞強度有限元分析計算結果，確定車體在規(guī)定計算載荷作用下每個節(jié)點的應力變化規(guī)律，通過計算每個節(jié)點的應力比可以得出其相應的許用應力。在Moo二曲線圖中，將應力較大節(jié)點的最大等效主應力描繪出來，根據(jù)節(jié)點的最大等效主應力與相應的許用應力值的比較，判斷結構的疲勞強度是否滿足要求，同時用表格的形式將較危險區(qū)域節(jié)點的最大主應力、許用應力值、材料利用度及坐標等信息列舉出來。
用Mo二曲線圖及表格的形式表述的車體疲勞強度分析結果，無法直觀地查看車體結構的疲勞強度薄弱部位的分布及其安全性。本研究將材料利用度和安全系數(shù)云圖與Mo二曲線圖及表格的表述一同用于車體疲勞強度分析中，可以直觀地查看車體結構的安全性及疲勞強度的最危險位置，使車體結構疲勞強度分析結果更具有直觀性和全面性。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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