复合材料在高速轨道交通领域的应用

复合材料在高速轨道交通领域的应用

一、复合材料在高速轨道交通领域的应用(论文文献综述)

董瑞雪[1](2021)在《复合材料设备舱骨架及关键接头强度研究》文中提出随着高速列车的服役环境越来越严苛,对于车辆各方面的性能要求也越来越高,传统材料在运用过程中出现了一系列的问题,复合材料的开发与应用逐渐成为轨道车辆的发展趋势和研究重点。本文以高速动车组CFRP复合材料设备舱为研究对象,基于有限元方法和渐进损伤分析理论对其骨架进行静强度和极限承载能力预测,并针对结构中的关键连接接头进行细节分析,讨论了多种接头参数对其连接强度的影响规律,主要研究内容如下:首先,建立了CFRP设备舱骨架的有限元模型,利用ABAQUS软件中内嵌的几种常见失效准则对其进行了静强度评价。研究结果表明,该骨架中各部件的失效因子均小于1,能够满足7500Pa气密载荷的静强度要求,并具备足够的安全裕量;连接支架处的应力和失效因子较大,为结构的薄弱部位。其次,在满足静强度的基础上,利用二维渐进损伤分析模型,研究了CFRP设备舱骨架在垂向载荷作用下的承载力和失效破坏,得到该设备舱骨架的破坏载荷为23.3k N,并分析了破坏载荷下各部件的损伤情况,发现损伤集中在紧固件开孔处,确定了结构中的关键连接接头位于L型连接支架处。接着,基于能量损伤演化理论,使用FORTRAN语言编写了ABAQUS用户材料子程序UMAT,建立了单向纤维复合材料和织物复合材料的三维渐进损伤分析模型。对文献中试样进行分析,得到的仿真结果与文献中试验数据之间误差在10%以内,并且损伤模式和扩展过程均与文献结果一致,验证了模型的可行性。随后,建立了CFRP设备舱骨架关键接头的细节三维子模型,对其进行渐进损伤研究,详细分析了该接头的孔边应力分布、损伤及其扩展情况。应力在不同铺层出现了严重的不连续现象,并且孔边接触压力较大,各部件的紧固件开孔处最先发生损伤并沿厚度方向和径向同时扩展,最终L型连接支架处的经向拉伸损伤和纬向拉伸损伤扩展到层合板端部,导致了接头的剪切破坏。最后,进行了CFRP设备舱骨架关键接头连接强度影响因素研究,详细讨论了螺栓拧紧力矩、铆钉干涉量、钉孔摩擦系数、铺层顺序四种接头参数的影响规律。其中,螺栓拧紧力矩对于接头强度的影响较大,适当的拧紧力矩能够有效提高接头的破坏载荷,但拧紧力矩过大反而会对接头承载不利。铺层顺序对接头的破坏载荷有着直接的影响,当0°、45°交替铺层时接头的承载能力较强。不同铆钉干涉量和钉孔摩擦系数的情况下,接头破坏载荷相差不大,但孔边应力场分布有明显差别。在接头设计中应综合考虑这些影响因素,根据实际结构和承载选取适当的接头参数,进而提高接头连接性能。图98幅,表17个,参考文献94篇。

王舒瑾[2](2021)在《中低速磁悬浮列车碳纤维车体接地系统设计研究》文中指出中低速磁悬浮列车凭借其运行安全、舒适性高、节能环保的优点以及“转弯半径小、爬坡能力强”的技术优势,成为近年来城市轨道交通方面的新兴产业。然而,磁悬浮列车电气结构复杂,质量较大,如何实现轻量化是现有中低速磁悬浮列车面临的最主要问题。采用先进的碳纤维复合材料对车体结构进行优化替代,在有效降低车体重量的同时,也提高了列车运行的平稳性。但车体材料改变后,其导电、导磁与导热性也随之大幅降低,无法实现原有金属车体的接地功能,需重新设计一套适用于中低速磁悬浮列车碳纤维车体的接地系统并验证其有效性。本文首先介绍了中低速磁悬浮列车的三种接地技术,对其保护原理和保护功效进行了详细分析,总结了系统中接地方式的选择依据、搭接目的与搭接方法,并对常用接地导体阻抗进行公式推导,总结分析了中低速磁悬浮列车接地系统理论知识,为后续接地系统设计奠定理论基础。其次,本文从车体接地设计角度出发,分析了碳纤维复合材料车体结构对列车运行产生的影响,为了消除不良影响,弥补车体接地功能的缺陷,以最小公共阻抗原则理论设计了两种整车嵌入式金属接地网方案,以此满足等电位连接、零电位基准、电荷泄放途径等需求。其后将金属接地网与整车接地设计结合,形成功能完备的接地系统。最后,本文介绍ANSYS Maxwell软件的阻抗计算原理,理论与仿真计算出金属接地网的阻抗参数,得到整车接地系统阻值,将其与接地标准对比确定了方案的可行性。同时为评估金属接地网的防护性能,对设备故障时的网间电压差进行仿真分析,发现该电压差将不会对其它设备造成干扰;对雷击发生时车体表面电流密度与车内电磁场分布进行仿真研究,分析列车顶部金属防护层材质及厚度对雷电间接效应防护效果的影响,验证了两种金属接地网的雷电防护功能。总结评估两种方案接地网的防护效能,为磁悬浮列车碳纤维车体设备故障与雷电防护设计提供一定理论参考意义。

白伟伟[3](2021)在《石墨烯增强铜基复合材料的制备及其性能研究》文中研究表明电连接线夹是用于固定在高速轨道交通高压输电线的金属附件,在工作中起连接和传输电流的作用。电夹在运行中承受着高倍电流和离线电弧烧损,长期暴露在自然环境工作,要求其具备导电性好,抗电弧烧损、高强度、耐蚀等服役特点。目前,普遍使用的电连接线夹材料为镍硅青铜,但随着近年来轨道交通的高速化发展,对电连接线网材料提出了更高的要求,镍硅青铜的低导电性难以满足当今高速化的设计要求。若要提高镍硅青铜的导电性,则需要减少材料中的合金元素含量,但当合金元素含量降低时,镍硅青铜的强度显着下降。因此亟需开发高强高导抗电弧腐蚀的铜基复合材料以取代镍硅青铜电连接线夹。石墨烯作为新兴二维碳材料,由于它超高的电热传输性能、机械性能和化学稳定性被有关研究人员作为铜基复合材料增强体关注和研究,有望在电接触、电子封装材料、抗腐蚀导体等领域的应用取得进展。而石墨烯与铜界面润湿性差,在基体内均匀分散性不高,其超高的比表面积使得石墨烯极易发生团聚,这些缺点大大降低了的石墨烯铜基复合材料的性能,也限制了它的应用。本文采用泡沫多孔铜上化学气相沉积法(CVD)沉积石墨烯来解决石墨烯与铜的界面结合和分散性问题,并通过真空热压烧结来制备石墨烯增强铜基复合材料,探究复合材料组织结构和性能,以期为新型电连接线夹材料的制备技术提供科学参考。本文首先探究了石墨烯的沉积和复合材料烧结工艺。调节沉积时间得到不同质量形貌、结晶程度的石墨烯覆在泡沫铜骨架表面,结合SEM、EDS、XRD和Raman等手段表征了石墨烯。通过腐蚀掉铜基体得到石墨烯颗粒,观察到沉积的石墨烯面积尺寸相对较大,晶化程度高,连续性也较好。沉积石墨烯后得到泡沫铜石墨烯复合体,本文采用真空热压烧结的方法来制备石墨烯铜复合材料,分别利用直接叠加热压泡沫铜复合体和往泡沫铜空隙内填充铜粉再热压两种方案来得到复合材料,比较两种方案得到复合材料性能优劣。两种方案下分别得到的复合材料的致密度都随着石墨烯沉积含量0、0.05 wt.%、0.1 wt.%、0.2 wt.%、0.4 wt.%的增加而下降。沉积石墨烯含量的增加,填充铜粉后制备复合材料比泡沫铜直接热压得到复合材料界面缺陷明显要少。对两种方案下的复合材料进行导电、导热、力学拉伸和硬度等性能测试进行对比分析。直接叠加热压烧结泡沫铜后的复合材料随着沉积含量增加,电阻率一直增加,导电性大幅下降,由72.4%IACS降至57.5%IACS;而填充铜粉热压烧结后的复合材料电导率先升后降,在石墨烯沉积含量为0.2 wt.%时复合材料得到最大的电导率,为86.2%IACS。热导率变化趋势与电导率趋势一致,直接热压烧结泡沫铜制备的复合材料热导率由262W/(m·K)降至143W/(m·K),比同条件下纯铜热导率低;而填充铜粉热压烧结后的复合材料在0.2 wt.%得到最大的热导率313W/(m·K),比同条件下纯铜热导率高19.5%。同样热压条件下填充铜粉复合材料最大抗拉强度为338MPa,而泡沫铜直接热压的复合材料最大抗拉强度仅为295MPa,两种方案复合材料最大屈服强度分别为214MPa和125MPa,断口分析表明与填充铜粉热压复合材料相比,直接热压的断裂方式由韧转脆。与纯铜硬度相比,直接热压和填充铜粉热压复合材料最高硬度分别提高了5.4%和55.1%。综上所述,填充铜粉热压制备的复合材料性能均比直接热压的高,因此石墨烯泡沫铜复合体填充铜粉热压烧结是最佳的复合材料成型方案,性能更高。选用最佳成型方案制备的复合材料在氯化钠溶液中进行电化学测试,与纯铜比较,探究石墨烯的沉积对复合材料抗腐蚀性能的影响。复合材料的开路电位比纯铜高,表明石墨烯可以降低复合材料的腐蚀趋势。极化曲线显示0.1 wt.%和0.2 wt.%沉积含量复合材料更有效缓解基体铜的溶解,腐蚀敏感度降低,其中0.1 wt.%时最好,此时复合材料腐蚀电位和腐蚀速率分别为-0.213V和9.20×10-8Acm-2。阻抗Bode图也表明0.1 wt.%和0.2 wt.%沉积含量复合材料耐蚀性能更好,石墨烯0.1 wt.%时抗腐蚀性最好。

肖守讷,江兰馨,蒋维,何子坤,阳光武,杨冰,朱涛,王明猛[4](2021)在《复合材料在轨道交通车辆中的应用与展望》文中认为围绕玻璃纤维、碳纤维、铝基陶瓷等复合材料在轨道交通车辆中的应用展开了综述;介绍了针对上述复合材料开展的基础与应用研究历程及进展,分析了应用在大型复合材料构件的结构特点;针对头车/司机室、中间车车体、转向架、制动结构、其他结构,系统性地总结整理了复合材料种类、成型工艺、设计方法、优化方法等,全面阐述了复合材料在轨道交通车辆各个部件上的应用情况,并对目前应用存在的问题和未来应用发展方向进行了探讨。研究结果表明:复合材料的主要研究方法以理论研究为基础,在大型结构件中以有限元仿真研究为主,应用多尺度研究方法深入分析复合材料在微观、细观和宏观层面的性能;将复合材料应用到结构中时,在兼具刚度和轻量化的条件下,多采用三明治结构;复合材料之间、复合材料与金属材料的连接结构多采用胶接连接、螺栓连接、胶-螺混合连接等,其中混合连接结构强度大,稳定性高,在工程中应用最为广泛;复合材料已在轨道交通车辆中有一定的应用,纤维复合材料多用于头车/司机室、车体、转向架,而铝基陶瓷复合材料多用于制动结构;在未来应建立适用于轨道交通行业的复合材料相关标准与规范,研发新工艺,采用整体设计模式,扩大复合材料的使用范围,将更多高性能、低成本和轻质化的复合材料应用到轨道交通车辆中。

Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[5](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中进行了进一步梳理为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)

李明高,张丽娇[6](2020)在《轨道交通装备复合材料应用现状及发展趋势展望》文中认为文章主要介绍了轨道交通装备材料技术要求以及轨道交通装备上应用较多的材料类型,并以轨道交通车辆车体结构材料为切入点,着重阐述并分析了结构材料在轨道交通车辆上的代际更迭历程,对比了国内外轨道交通车辆组成部件对于新材料研发的影响及工程应用案例,对未来轨道交通装备材料的应用趋势做出预测,指出纤维增强复合材料在工程化应用中的主要问题,并对今后复合材料在轨道交通领域的发展方向及研究重点提出建议。

李光友,倪亭,郭辉[7](2020)在《轨道交通用碳纤维复合材料的技术进展与应用》文中认为近些年,随着国内轨道交通行业的快速发展,轨道车辆轻量化的要求越来越高,碳纤维复合材料成为轨道交通行业下一步的重点研发方向。文章介绍了碳纤维复合材料在轨道交通领域应用的优势,详细分析了轨道交通用碳纤维复合材料在碳纤维、树脂、成型工艺等方面的技术进展及其在轨道交通领域的典型应用,指出了其在轨道交通领域应用上面临的问题与挑战,并提出有效的应对措施。

赵达[8](2020)在《动车组车体新材料减重及优化设计研究》文中认为车体轻量化是动车组设计过程中主要研究的内容之一,减少列车重量可以减小轮轨作用力并减小轮轨冲击磨耗、减少牵引功率等,是提高车体性能并保证高速运行的重要措施之一,对提高列车的安全、稳定和舒适运行很有益处。碳纤维复合材料具有重量轻、比强度及比刚度高、耐腐蚀、抗疲劳等特点,其在动车组车体上的应用能有效降低车体重量,提高车体性能。本文主要研究内容如下:(1)建立了某动车组铝合金车体有限元模型,依据欧洲标准《EN12663-2010》,计算分析了整备及超载状态下的铝合金车体的强度,计算了整备状态下的铝合金车体模态,计算结果表明车体强度及模态满足相关标准要求。(2)基于建立的车体有限单元模型,研究分析了动车组车体应用碳纤维夹芯复合结构的减重效果。以T300-1K级碳纤维层合板为面板、铝蜂窝为芯材的复合结构作为车体主体结构,计算分析了应用新型碳纤维夹芯复合结构的车体模态。(3)研究了碳纤维复合材料面板铺层角度对车体模态的影响。计算并分析了四种碳纤维复合面板内层间铺设角度对车体前六阶模态频率及振型的影响,确定了([0/+45/90/-45/0/+45/90/-45]s)的铺层方式最满足设计需求。(4)研究了整备状态下车体低阶关键模态频率对碳纤维复合材料面板各层厚度的灵敏度。以整备状态车体各部位碳纤维复合材料面板内各层厚度为设计变量,共计64个设计变量,运用数值微分法计算了整备车体一节菱形、一阶垂弯模态频率对各层厚度的灵敏度。(5)实现了碳纤维铝蜂窝夹芯复合结构车体的优化设计。基于灵敏度分析,以提高车体抗菱刚度与抗弯刚度为目标,以侧墙、车顶、车底架碳纤维复合材料面板各层厚度为设计变量,以重量和整备车体前两阶模态频率互为约束条件和目标函数,经过多种优化方案对比分析,实现了碳纤维复合结构车体的减重优化设计,实现了车体结构质量降低40%以上的目的。(6)校核了优化后的车体模态及强度。计算分析了整备状态下优化后复合结构车体的前两阶模态,并计算分析了超载状态下优化的复合结构车体纵向拉伸与压缩工况的强度,计算结果表明,车体模态及强度满足要求。研究表明,基于灵敏度分析,进行模态频率优化设计得到的碳纤维铝蜂窝复合结构车体不但实现了车体减重40%的目的,而且能显着提高整备车体前两阶模态频率,相较铝合金车体,车体的综合性能得到了较大提高。

刘冠男[9](2020)在《地铁车头性能仿真分析与优化设计》文中进行了进一步梳理为了满足轨道车辆的轻量化需求,复合材料由于其优越的性能,被大量地应用在轨道车辆上。同时,随着地铁逐渐成为重要的城市轨道交通工具,其性能要求也逐渐提升。地铁车头作为地铁车辆的重要组成,其结构性能对保证列车的安全运行至关重要。利用力学性能更好、密度更小,比强度、比刚度更高,阻燃、隔音性能更好的新型复合材料,并通过材料配比及铺层设计与结构优化相结合,在满足部件的可靠性、安全性、降低维护检修成本等要求的同时进一步实现结构的轻量化及提升车头的静、动态性能。基于此,本文基于有限元理论、复合材料层合板理论、稳健优化理论和结构优化理论等,借助仿真分析的手段,对地铁车头外罩、骨架进行性能分析及优化设计。本文主要工作如下:首先,进行地铁车头结构性能仿真分析及等代设计。合理简化地铁车头结构,利用Hyper Mesh建立有限元模型,基于EN12663-2010标准,加载7种组合工况;此外,基于Hyper Laminate复合材料建模技术对复合材料车头外罩进行等代设计,提出全碳纤维及玻/碳层间混杂纤维两种设计方案,并对等代设计后的复合材料车头外罩有限元模型进行模态分析及静强度分析;对等代设计结果进行初步对比分析,完成初次优化设计,为复合材料车头外罩的多目标优化设计奠定了基础。其次,提出了一种考虑多工况的复合材料地铁车头外罩多目标优化方法。以等代设计后的玻/碳层间混杂纤维地铁车头外罩为研究对象,分别进行静态和动态单目标优化设计并得到多目标优化设计所需参考数据;此外,运用层次分析法确定每个工况的权重系数,并采用折衷规划法定义静态刚度与动态频率的综合目标函数,进行多目标自由尺寸优化;最终通过尺寸优化、铺层顺序优化,得到铺层优化具体方案。最后,基于田口设计方法和遗传算法对地铁车头骨架进行稳健优化设计。为了提升车头骨架承载能力,并提高车头骨架的稳健性,分别采用两种方法进行车头骨架稳健优化设计。对车头骨架进行灵敏度分析,筛选出对目标响应影响较大的设计变量;并通过田口稳健优化设计方法完成车头骨架的参数设计,利用直观分析法确定型材板厚参数的最佳组合;基于遗传算法的车头骨架稳健优化,以信噪比最大为优化目标建立响应面稳健优化模型,利用遗传算法对其进行优化设计,最终得到型材板厚参数的最佳组合;此外,分别将上述两种方法得到的优化结果与原始目标响应的均值与方差进行对比,结果表明:优化后的目标响应稳健性均有不同程度的提高。

张忆宁[10](2020)在《动车组碳纤维增强复合材料设备舱强度研究》文中认为随着列车的不断提速,对其性能也提出了更高要求。传统材料、传统结构满足列车综合性能的技术难度大,而复合材料具有轻质高强、高耐候以及可设计性等优点,且在航空航天、船舶等交通领域应用广泛。因此,加大对复合材料在轨道交通领域尤其是在承载零部件上的应用研究,具有重要的理论意义.和工程意义。本文以高速列车复合材料设备舱结构为研究对象,基于有限元分析理论对碳纤维复合材料设备舱进行了静强度、疲劳强度分析,主要研究内容如下:建立碳纤维复合材料设备舱有限元模型。基于等效理论计算得到碳纤维蜂窝夹层结构等效力学参数,建立等效前后局部模型进行计算分析对比,验证了等效力学参数的合理性。基于渐进损伤分析方法对碳纤维设备舱进行了静强度、疲劳强度分析。利用FORTRAN语言编写含单向布、双向布两种材料的UMAT子程序,分别建立了静载与疲劳载荷作用下的复合材料层合板渐进损伤分析模型。利用文献中模型进行仿真分析并与其试验结果对比验证了程序的可行性,模拟误差在10%以内。基于可靠的模型对碳纤维设备舱进行了静强度、疲劳强度分析,得到结构较薄弱部位。此外在满足静强度的基础上又对碳纤维设备舱进行了破坏载荷分析,得到骨架失效载荷以及裙板脱落的极限载荷。利用Opti优化软件对碳纤维设备舱进行了铺层结构优化设计。基于底板的载荷位移曲线对复合材料铺层角度、铺层厚度、铺层顺序的影响进行了探讨,分析得到了底板最优铺层结构。对碳纤维设备舱进行自由尺寸优化、尺寸优化以及铺层顺序优化,实现了进一步轻量化,并对优化后的碳纤维设备舱进行了强度分析,结果表明优化后的碳纤维设备舱满足强度要求,减重21.4%。图76幅,表17个,参考文献87篇。

二、复合材料在高速轨道交通领域的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、复合材料在高速轨道交通领域的应用(论文提纲范文)

(1)复合材料设备舱骨架及关键接头强度研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 复合材料在轨道车辆上的研究现状
        1.2.1 国外复合材料在轨道车辆上的研究现状
        1.2.2 国内复合材料在轨道车辆上的研究现状
    1.3 复合材料层合板渐进损伤分析研究现状
    1.4 复合材料机械连接接头研究现状
    1.5 论文主要研究内容
2 复合材料渐进损伤分析方法
    2.1 复合材料力学基本理论
        2.1.1 各向异性材料本构方程
        2.1.2 单层板应力-应变关系
        2.1.3 经典层合板理论
    2.2 复合材料失效准则
        2.2.1 模式无关失效准则
        2.2.2 模式相关失效准则
    2.3 材料退化模型
        2.3.1 突降退化模型
        2.3.2 连续退化模型
    2.4 本章小结
3 CFRP设备舱骨架静强度及承载力预测
    3.1 CFRP设备舱骨架有限元模型建立
        3.1.1 CFRP设备舱结构及网格划分
        3.1.2 材料属性及损伤参数设置
        3.1.3 复合材料铺层设置
    3.2 CFRP设备舱骨架静强度预测
        3.2.1 载荷及约束条件
        3.2.2 结果分析
    3.3 CFRP设备舱骨架承载力预测
        3.3.1 载荷及约束条件
        3.3.2 结果分析
    3.4 本章小结
4 CFRP设备舱关键接头渐进损伤分析
    4.1 复合材料三维渐进损伤分析模型建立
        4.1.1 复合材料三维渐进损伤分析模型
        4.1.2 编写ABAQUS用户材料子程序UMAT
        4.1.3 模型的验证与分析
    4.2 CFRP设备舱关键接头子模型建立
        4.2.1 子模型方法
        4.2.2 子模型的建立
    4.3 CFRP设备舱关键接头渐进损伤分析
        4.3.1 载荷及边界条件
        4.3.2 孔边应力分布
        4.3.3 渐进损伤分析
    4.4 本章小结
5 CFRP设备舱关键接头连接强度影响因素研究
    5.1 螺栓拧紧力矩对连接强度的影响
        5.1.1 拧紧力矩对破坏载荷的影响
        5.1.2 拧紧力矩对孔边应力的影响
        5.1.3 拧紧力矩造成的孔边初始损伤
    5.2 铆钉干涉量对连接强度的影响
        5.2.1 铆钉干涉量对破坏载荷的影响
        5.2.2 铆钉干涉量对孔边应力的影响
        5.2.3 铆钉干涉量造成的孔边初始损伤
    5.3 钉孔摩擦系数对连接强度的影响
        5.3.1 摩擦系数对破坏载荷的影响
        5.3.2 摩擦系数对孔边应力的影响
    5.4 铺层顺序对连接强度的影响
        5.4.1 铺层顺序对破坏载荷的影响
        5.4.2 铺层顺序对孔边应力的影响
        5.4.3 铺层顺序对损伤过程的影响
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(2)中低速磁悬浮列车碳纤维车体接地系统设计研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 中低速磁悬浮列车的发展
        1.2.2 复合材料在载运工具上的应用
        1.2.3 国内外列车接地技术参考标准
    1.3 论文主要研究内容
2 中低速磁悬浮列车接地系统理论分析
    2.1 磁悬浮列车接地技术研究
        2.1.1 保护接地
        2.1.2 工作接地
        2.1.3 电磁兼容接地
    2.2 接地方式
        2.2.1 单点接地
        2.2.2 多点接地
        2.2.3 混合接地
        2.2.4 接地方式的选择
    2.3 搭接
        2.2.1 搭接的目的
        2.2.2 搭接的类型
    2.4 导体阻抗特性分析计算
    2.5 本章小结
3 磁悬浮列车碳纤维车体接地系统设计
    3.1 碳纤维复合材料对列车的影响
        3.1.1 对电气设备性能的影响
        3.1.2 对故障电流的影响
        3.1.3 对雷击电流的影响
    3.2 金属接地网设计
        3.2.1 接地参考平面设计
        3.2.2 接地导体设计
        3.2.3 雷击防护设计
    3.3 整车接地系统设计
    3.4 本章小结
4 磁悬浮列车接地系统阻抗分析
    4.1 仿真软件与模型建立
        4.1.1 阻抗计算方法分析
        4.1.2 三维有限元模型搭建
    4.2 接地网阻抗理论与仿真计算
        4.2.1 混合材料车体接地网阻抗
        4.2.2 纯碳纤维车体接地网阻抗
        4.2.3 考虑搭接电阻的仿真计算
    4.3 整车接地系统阻值计算
    4.4 本章小结
5 磁悬浮列车接地网防护性能仿真分析
    5.1 接地网故障电压防护仿真
        5.1.1 混合材料车体接地网仿真
        5.1.2 纯碳纤维车体接地网仿真
    5.2 接地网雷电效应防护仿真
        5.2.1 确定雷击路径
        5.2.2 车体表面电流密度及内部电磁场
        5.2.3 车体材质对于内部线缆的影响
        5.2.4 铜箔厚度对于内部线缆的影响
    5.3 两种接地网的防护效果对比
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(3)石墨烯增强铜基复合材料的制备及其性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题背景及研究意义
    1.3 碳铜复合材料的发展
        1.3.1 碳纤维增强铜基复合材料
        1.3.2 金刚石增强铜基复合材料
        1.3.3 碳纳米管增强铜基复合材料
    1.4 石墨烯增强铜基复合材料研究进展
        1.4.1 石墨烯结构、性质概述
        1.4.2 粉末冶金法制备石墨烯铜基复合材料
        1.4.3 电化学沉积法制备石墨烯铜基复合材料
        1.4.4 化学合成法制备石墨烯铜基复合材料
    1.5 本文主要解决的技术问题和研究内容
第二章 实验方案及方法
    2.1 实验原材料
    2.2 实验主要仪器
    2.3 实验流程
        2.3.1 沉积石墨烯
        2.3.2 复合材料制备方法
        2.3.3 复合材料性能测试方法
        2.3.4 微观组织结构测试分析
第三章 石墨烯的沉积和复合材料的制备
    3.1 泡沫铜气相沉积石墨烯
        3.1.1 沉积温度对石墨烯在基体表面分布形貌的影响
        3.1.2 不同气相沉积时间石墨烯泡沫铜复合体的制备
        3.1.3 不同气相沉积时间后石墨烯的表征
        3.1.4 沉积时间对石墨烯在基体表面分布形貌的影响
    3.2 石墨烯增强铜基复合材料的制备
        3.2.1 复合材料烧结工艺参数探究
        3.2.2 复合材料致密度和光镜(OM)形貌
        3.2.3 复合材料表面腐蚀后组织结构
    3.3 本章小结
第四章 石墨烯增强铜基复合材料的物理、力学性能
    4.1 复合材料的物理性能分析
        4.1.1 导电性能
        4.1.2 导热性能
    4.2 复合材料的力学性能分析
        4.2.1 拉伸性能
        4.2.2 拉伸断口分析
        4.2.3 硬度测试
    4.3 本章小结
第五章 石墨烯增强铜基复合材料抗电化学腐蚀性能
    5.1 开路电位(OCP)分析
    5.2 极化曲线(POL)分析
    5.3 电化学阻抗图谱(EIS)分析
    5.4 电化学腐蚀后OM形貌
    5.5 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(4)复合材料在轨道交通车辆中的应用与展望(论文提纲范文)

0 引 言
1 复合材料研究方法
    1.1 力学性能理论研究
    1.2 有限元仿真分析方法
    1.3 多尺度研究方法
2 复合材料结构特性
    2.1 复合材料三明治结构
    2.2 复合材料连接结构
3 复合材料在车体结构中的应用
    3.1 车头和司机室
    3.2 中间车车体
4 复合材料在转向架结构上的应用
5 复合材料在制动结构中的应用
6 复合材料在其他结构上的应用
7 结论与展望
    7.1 研究方法和结构特性
    7.2 应用中存在的问题
    7.3 发展的方向

(5)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)

0引言(东南大学王景全老师提供初稿)
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿)
    1.1新材料促进桥梁工程技术革新
    1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展
    1.3桥梁抗灾变能力显着提高
    1.4桥梁智能化水平大幅提升
    1.5跨海桥梁深水基础不断创新
2桥梁结构设计
    2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿)
        2.1.1汽车作用
        2.1.2温度作用
        2.1.3浪流作用
        2.1.4分析方法
        2.1.5展望
    2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        2.2.1新型桥梁用钢的研发
        2.2.2焊接节点疲劳性能
        2.2.3钢结构桥梁动力行为
        2.2.4复杂环境钢桥服役性能
        2.2.5组合结构桥梁空间力学行为
        2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为
        2.2.7展望
    2.3高性能材料
        2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿)
        2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿)
        2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿)
        2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        2.3.5展望
    2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿)
        2.4.1深水桥梁基础形式
        2.4.2桥梁基础承载性能分析
        2.4.3桥梁基础动力特性分析
        2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战
3桥梁建造新技术
    3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        3.1.1钢结构桥梁工程建设成就
        3.1.2焊接制造新技术
        3.1.3施工新技术
    3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿)
        3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术
        3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展
        3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能
        3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能
    3.3桥梁建造技术发展态势分析
4桥梁运维
    4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿)
        4.1.1监测技术
        4.1.2模态识别
        4.1.3模型修正
        4.1.4损伤识别
        4.1.5状态评估
        4.1.6展望
    4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.2.1智能检测技术
        4.2.2智能识别与算法
        4.2.3展望
    4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿)
        4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性
        4.3.1.1车-桥气动参数识别
        4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估
        4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性
        4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响
        4.3.2地震作用下行车安全性
        4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型
        4.3.2.2地震动激励特性的影响
        4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估
        4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究
        4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性
        4.3.4冲击系数与振动控制研究
        4.3.4.1车辆冲击系数
        4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法
        4.3.5研究展望
    4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.4.1增大截面加固法
        4.4.2粘贴钢板加固法
        4.4.3体外预应力筋加固法
        4.4.4纤维增强复合材料加固法
        4.4.5组合加固法
        4.4.6新型混凝土材料的应用
        4.4.7其他加固方法
        4.4.8发展展望
5桥梁防灾减灾
    5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿)
        5.1.1公路桥梁抗震研究新进展
        5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展
        5.1.3桥梁抗震发展态势分析
    5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿)
        5.2.1桥梁风环境
        5.2.2静风稳定性
        5.2.3桥梁颤振
        5.2.4桥梁驰振
        5.2.5桥梁抖振
        5.2.6主梁涡振
        5.2.7拉索风致振动
        5.2.8展望
    5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿)
        5.3.1材料高温性能
        5.3.2仿真与测试
        5.3.3截面升温
        5.3.4结构响应
        5.3.5工程应用
        5.3.6展望
    5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿)
        5.4.1车撞桥梁结构研究现状
        5.4.2船撞桥梁结构研究进展
        5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状
        5.4.4研究展望
    5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿)
        5.5.1桥梁冲刷
        5.5.2桥梁水毁
        5.5.2.1失效模式
        5.5.2.2分析方法
        5.5.3监测与识别
        5.5.4结论与展望
    5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿)
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿)
策划与实施

(6)轨道交通装备复合材料应用现状及发展趋势展望(论文提纲范文)

1 轨道交通车辆用材料发展概述
    1.1 轨道交通车辆车体结构材料的发展历史
    1.2 轨道交通装备高性能纤维增强复合材料的主要应用场景
    1.3 轨道交通车辆对高性能先进复合材料的技术需求
2 纤维增强复合材料在国内外轨道交通装备领域的应用现状
    2.1 国外研究现状
    2.2 国内研究现状
3 轨道交通装备用纤维增强复合材料应用展望
    3.1 轨道交通装备用高性能纤维增强复合材料的推进过程
    3.2 轨道交通装备用纤维增强复合材料工程应用难点
    3.3 轨道交通装备复合材料应用发展建议

(7)轨道交通用碳纤维复合材料的技术进展与应用(论文提纲范文)

1 轨道交通用碳纤维复合材料的技术进展
    1.1 碳纤维
    1.2 树脂
    1.3 成型工艺
2 碳纤维复合材料在轨道交通上的典型应用
3 碳纤维复合材料在轨道交通领域应用面临的问题与挑战
    3.1 材料体系建设
    3.2 设计平台建设
    3.3 车体成型工艺研究
4 结论

(8)动车组车体新材料减重及优化设计研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 碳纤维复合材料在轨道交通领域的应用现状
    1.3 灵敏度分析方法的相关研究
    1.4 结构优化方法的简介及优化设计研究现状
        1.4.1 优化方法简介
        1.4.2 结构优化设计研究现状
    1.5 优化软件的介绍及优化过程
        1.5.1 软件的介绍
        1.5.2 Nastran软件的优化过程
    1.6 本文主要研究的内容及方法
    本章小结
第二章 铝合金车体有限元分析
    2.1 建立车体有限元模型
        2.1.1 铝合金车体结构特点
        2.1.2 有限元模型网格建立的原则
        2.1.3 整备状态下的车体重量组成
    2.2 车体有限元方法和分析过程
        2.2.1 有限元法简介
        2.2.2 有限元法的分析过程
    2.3 铝合金车体的静强度分析
        2.3.1 静强度评定标准
        2.3.2 约束与载荷的施加
        2.3.3 关键工况的计算及结果分析
    2.4 动车组铝合金车体的模态分析
        2.4.1 模态分析的意义
        2.4.2 模态分析的基本理论
        2.4.3 模态评定标准
        2.4.4 整备车体模态结果分析
    本章小结
第三章 碳纤维复合材料(CFRP)车体有限元分析
    3.1 碳纤维复合材料(CFRP)车体
        3.1.1 碳纤维复合材料(CFRP)特点及应用
        3.1.2 碳纤维复合材料(CFRP)车体结构
    3.2 建立CFRP整备车体有限元模型
        3.2.1 CFRP夹芯结构
        3.2.2 CFRP整备状态下的车体质量组成
        3.2.3 CFRP整备车体有限元模型
    3.3 碳纤维复合材料(CFRP)车体模态分析
        3.3.1 四种铺层角度的CFRP车体模态分析
        3.3.2 第三种铺层角度改进形式
    本章小结
第四章 车体模态频率灵敏度分析
    4.1 模态频率灵敏度基本理论
    4.2 设计变量
    4.3 模态频率灵敏度的结果与分析
        4.3.1 模态频率对侧墙的灵敏度
        4.3.2 模态频率对车顶的灵敏度
        4.3.3 模态频率对车底的灵敏度
        4.3.4 模态频率对端墙的灵敏度
    4.4 整备车车体模态灵敏度总体规律
    本章小结
第五章 车体模态优化设计
    5.1 优化设计概述
    5.2 结构优化算法简介
    5.3 车体模态优化设计
        5.3.1 设计变量
        5.3.2 优化数学模型
        5.3.3 模态优化设计方案
        5.3.4 优化结果分析
        5.3.5 最优方案的模态频率分析
        5.3.6 最优方案车体纵向静强度分析
    本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(9)地铁车头性能仿真分析与优化设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 相关研究及应用现状
        1.2.1 轨道车辆性能分析的研究现状
        1.2.2 复合材料在轨道车辆上的应用现状
        1.2.3 复合材料多目标优化设计的研究现状
        1.2.4 稳健优化研究现状
    1.3 论文主要研究内容
        1.3.1 论文的主要内容
        1.3.2 论文的技术路线
    本章小结
第二章 复合材料力学基础及多目标优化理论
    2.1 复合材料力学基础
        2.1.1 各向异性单层板弹性力学基础
        2.1.2 经典层合板力学分析
        2.1.3 对称铺层层合板力学分析
    2.2 复合材料强度理论及破坏失效准则
        2.2.1 Tsai-Wu强度理论
        2.2.2 Tsai-Hill强度理论
        2.2.3 Hoffman强度理论
    2.3 多目标优化理论简介
        2.3.1 多目标优化问题概述
        2.3.2 多目标优化问题求解方法
    2.4 基于Opti Struct的复合材料结构优化理论
        2.4.1 基于Opti Struct的结构优化理论
        2.4.2 基于Opti Struct的复合材料优化理论
    本章小结
第三章 地铁车头性能分析及等代设计
    3.1 地铁车头结构简介及静强度分析
        3.1.1 地铁车头结构有限元建模
        3.1.2 约束及载荷工况
        3.1.3 地铁车头静强度分析
    3.2 复合材料车头外罩等代设计
        3.2.1 玻璃纤维外罩铺层设计
        3.2.2 碳纤维等代设计
        3.2.3 玻/碳层间混杂纤维等代设计
    3.3 复合材料车头外罩结构性能分析
        3.3.1 玻璃纤维外罩模态分析与静强度分析
        3.3.2 碳纤维外罩模态分析与静强度分析
        3.3.3 玻/碳层间混杂纤维外罩模态分析与静强度分析
        3.3.4 三种设计方案对比分析
    本章小结
第四章 复合材料地铁车头外罩的多目标优化设计
    4.1 多目标优化设计路线及方法
        4.1.1 折衷规划法
        4.1.2 层次分析法
    4.2 玻/碳层间混杂纤维外罩的单目标优化设计
        4.2.1 静态单目标优化设计
        4.2.2 动态单目标优化设计
    4.3 复合材料地铁车头外罩的多目标优化设计
        4.3.1 确定多目标优化设计的目标函数
        4.3.2 铺层多目标自由尺寸优化
        4.3.3 铺层尺寸优化
        4.3.4 铺层顺序优化
    4.4 多目标优化结果分析
        4.4.1 优化后车头外罩结构性能分析
        4.4.2 优化结果分析
    本章小结
第五章 地铁车头骨架的稳健优化
    5.1 稳健优化基本理论
        5.1.1 稳健优化设计基本原理
        5.1.2 稳健优化设计的基本方法
        5.1.3 稳健优化设计参数的不确定性处理方法
    5.2 基于田口稳健设计的地铁车头骨架稳健优化设计
        5.2.1 地铁车头骨架灵敏度分析
        5.2.2 参数设计
        5.2.3 优化方案选取
    5.3 基于遗传算法的地铁车头骨架稳健优化设计
        5.3.1 正交试验设计
        5.3.2 响应面模型的拟合
        5.3.3 基于遗传算法的车头骨架稳健优化设计
    5.4 地铁车头骨架稳健优化结果分析
        5.4.1 田口稳健设计优化结果
        5.4.2 基于遗传算法的稳健设计优化结果
        5.4.3 优化结果分析
    本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术成果
致谢

(10)动车组碳纤维增强复合材料设备舱强度研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 论文研究背景和意义
    1.2 纤维增强复合材料在轨道交通领域的应用现状
        1.2.1 国外应用现状
        1.2.2 国内应用现状
    1.3 国内外关于复合材料强度研究现状
        1.3.1 复合材料力学主要研究方法
        1.3.2 渐进失效分析研究现状
        1.3.3 疲劳分析研究现状
    1.4 论文主要研究内容及方法
2 设备舱模型的建立与蜂窝夹层结构的等效验证
    2.1 理论模型与计算方法
        2.1.1 材料本构模型及应力分析方法
        2.1.2 复合材料失效准则
        2.1.3 材料性能退化模型
    2.2 碳纤维蜂窝夹层结构
        2.2.1 等效理论
        2.2.2 夹芯等效力学参数计算
        2.2.3 等效模型的建立与验证
    2.3 碳纤维设备舱模型
        2.3.1 碳纤维设备舱结构简介
        2.3.2 碳纤维设备舱有限元模型的建立
        2.3.3 底板-滑轮结构接触分析
    2.4 本章小结
3 碳纤维设备舱静强度分析
    3.1 渐进损伤分析模型的建立与验证
        3.1.1 UMAT材料子程序
        3.1.2 静载渐进损伤分析程序设计与实现
        3.1.3 模型验证与分析
    3.2 碳纤维设备舱静强度分析
        3.2.1 载荷工况
        3.2.2 结果分析
    3.3 碳纤维设备舱破坏载荷分析
        3.3.1 骨架失效载荷分析
        3.3.2 裙板脱落分析
    3.4 本章小结
4 碳纤维设备舱疲劳强度分析
    4.1 复合材料层合板疲劳分析方法
        4.1.1 疲劳失效判定
        4.1.2 疲劳寿命模型
        4.1.3 累积损伤模型
    4.2 疲劳分析模型的建立与验证
        4.2.1 疲劳渐进损伤分析程序设计与实现
        4.2.2 模型验证与分析
    4.3 碳纤维设备舱疲劳强度分析
    4.4 本章小结
5 碳纤维设备舱结构优化设计
    5.1 基于底板受载的复合材料铺层结构影响分析
        5.1.1 复合材料铺层角度的影响
        5.1.2 复合材料铺层厚度的影响
        5.1.3 复合材料铺层顺序的影响
    5.2 碳纤维设备舱结构优化
        5.2.1 优化方法
        5.2.2 铺层结构优化
    5.3 优化后碳纤维设备舱强度分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录 A
作者简历
学位论文数据集

四、复合材料在高速轨道交通领域的应用(论文参考文献)

  • [1]复合材料设备舱骨架及关键接头强度研究[D]. 董瑞雪. 北京交通大学, 2021(02)
  • [2]中低速磁悬浮列车碳纤维车体接地系统设计研究[D]. 王舒瑾. 北京交通大学, 2021(02)
  • [3]石墨烯增强铜基复合材料的制备及其性能研究[D]. 白伟伟. 太原理工大学, 2021(01)
  • [4]复合材料在轨道交通车辆中的应用与展望[J]. 肖守讷,江兰馨,蒋维,何子坤,阳光武,杨冰,朱涛,王明猛. 交通运输工程学报, 2021(01)
  • [5]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
  • [6]轨道交通装备复合材料应用现状及发展趋势展望[J]. 李明高,张丽娇. 纺织导报, 2020(07)
  • [7]轨道交通用碳纤维复合材料的技术进展与应用[J]. 李光友,倪亭,郭辉. 纺织导报, 2020(07)
  • [8]动车组车体新材料减重及优化设计研究[D]. 赵达. 大连交通大学, 2020(06)
  • [9]地铁车头性能仿真分析与优化设计[D]. 刘冠男. 大连交通大学, 2020(06)
  • [10]动车组碳纤维增强复合材料设备舱强度研究[D]. 张忆宁. 北京交通大学, 2020(03)

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复合材料在高速轨道交通领域的应用
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