上海工程技术大学毕业设计（论文） 轨道车辆门有限元建模及模态分析 摘 要 中文摘要内容，300~500个汉字以内。宋体小四号字，1.5倍行距，标准字间距。 黑体加粗三号字居中。段前、段后均为0行。标准字间距。与页眉线之间空一行，与下面之间也空一行。 空两个字符。 作为轻轨和地铁车辆重要部件，轨道车辆门在车辆中扮演着重要的角色。设计中除了要其具有良好的密封和制造工艺、足够的刚度并且外形与整车相协调外，合理的振动特性也是十分必要的，从而可以避免轨道车辆在运行过程中各部件之间产生共振，导致某些部件的早期损坏，影响到城市轨道车辆的安全运营状况。因此，车门结构的设计与改进在轨道车辆的设计中占有重要的地位。 本文将UG和ANSYS两个软件结合起来，根据实际测量在UG中构建轨道车辆门的几何模型，利用ANSYS与UG的数据交换功能将轨道车辆门的结构模型导入ANSYS中，建立门结构有限元分析模型，对模型进行求解分析，得到模态参数（包括固有频率、阻尼比和振型等）。

通过对轨道车辆门的模态分析，得到模型的固有频率和振型，分析出轨道车辆门在行进过程中容易发生共振的频率域位于门上端和玻璃中心位置。分析结果表明：轨道车辆过道门在车辆前进过程时会发生颤振，这是轨道车辆过道门发生自激振动的主要形式。通过对轨道车辆过道门进行模态试验的实际研究，根据其动态特性，参考仿真结果可以对轨道车辆门进行优化设计，首先增加车辆门易发生共振处的材质强度，在不改变车门性能和保证安全的情况下尽量采用柔性材料。本文主要研究轨道车辆过道门振动产生的原因、运动规律，分析其对机械系统以及整体结构的影响，最终寻求控制、消除振动或利用振动的方法，使其具有良好的动态性能，达到轨道车辆门安全可靠工作的目的。

关键词：轨道车辆门，有限元，三维建模，模态分析 宋体小四号字。词与词之间用全角逗号分隔。“关键词：”用宋体加粗小四号字，顶格打印。 与摘要之间空一行。行间距均为1.5倍。 1

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题目与页眉线之间空一行。 Finite Element Modeling and Analysis for the Modals of

Times New Roman加粗三号字，居Mass Transit Vehicles Door 中。段前、段后均为0行。标准字间 Times New Roman加粗三号字，居中。段前、段后均为0行。标准字间距。 距。与ABSTRACT之间空一行。 ABSTRACT

Mass transit vehicles door plays an important role in the subway and transit vehicle.

英文摘要内The casing design account in addition to its good sealing, manufacturing processes,

容，250～300个单词。Times New Roman小四号字，1.5倍行距，标准字间距。与ABSTRACT 之间空一行。 sufficient rigidity and coordinated with the vehicle. What’s more, the dynamic characteristics are also very important in avoiding resonance between various components during operation. So it is of great significance to improve the design efficiency of the door casing in the whole design cycle. In this paper, the author combined the software UG with ANSYS to build a mass transit vehicle door casing geometric model. Using the data exchange function of ANSYS and UG railway vehicle door structure model into ANSYS, the door structure finite element analysis model is set up to solve the model analysis, getting the modal parameters (including natural frequency, damping ratio and mode shapes, etc.) Through the analysis of railway vehicles door modeling, getting the inherent frequency and vibration mode of the modeling, the analysis of the railway vehicle door is easy to resonate in procession of frequency domain, which is located in the top and the center of the glass door. The analysis results show that the process of railway vehicle door happens on flutter, which is the main form of self-excited vibration. Based on its dynamic characteristics, the results of simulation can optimize the railway vehicle door design through the modal experiment of practical research. First of all, increasing the vehicle door easily occurs resonance of material strength, performance and guarantee safety without changing the door as far as possible under the condition of using the flexible material. This paper mainly studies the causes of railway vehicles through gate vibration and motion law, analyses its influence on mechanical system and the overall structure, finally sought to control and eliminate vibration or by using the method of vibration, make it has a good dynamic performance, achieve the goal of safe and reliable railway vehicle door work.

Key words: mass transit vehicles door, finite element method(FEM), three dimensional modeling, modal analysis Times New Roman小四号字。词与词之间用半角逗号加一个空格分隔。“Key words:”用Times New Roman加粗小四号字。 2

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轨道车辆门有限元建模及模态分析

一级标题，宋体加粗四号字。段前、段后均为0行。1.5倍行距。汉字与标号间空一个字距。与上面的学生姓名之间空一行。 代国文 011109119 1 绪论

黑体加粗三号字，居中。段前、段后均为0行。标准字间距。与页眉线之间空一行。与学生姓名之间也空一行。 用楷体小四号打印学生姓名，空一格，再打印学生完整学号。均居中。 轨道交通全称为城市快速轨道交通，是指城市中有轨的大运量的公共交通运输系统。目前国际轨道交通地铁、轻轨、磁悬浮列车等多种类型，其中轻轨就是地面的轨道交通，其他面运行采取的是全隔离方式或者架起来，尽量不占或少占城市道路，与常规交通的平面交叉。

随着我国轨道交通的快速发展，包括城市轨道交通系统和区域城际轨道交通系

正文内容，宋体小四号字，1.5倍行距，标准字间距。 统，对轨道车辆的设计提出了更高的要求，因此需要采用更加先进和合理的设计方法来完成轨道车辆整体设计。作为一种先进的设计手段，动态设计方法已经成为企业提高竞争力的重要方法。要进行动态设计，前提是对车辆的动态性能作出正确的分析。

二级标题、三级标题，宋体加粗小四号字。1.5倍水平，将现代化的设计方法应用于轨道车辆整体的设计提出合理化建议。 行距。汉字与标号间空一1.1 课题的提出及背景 个字距。顶格对齐打印。两数字间用插入符号中1.1.1国内外车门的发展现状

的圆点。 本论文主要针对轨道车辆过道门进行模态研究分析，从而为提高轨道车辆的设计德国、奥地利和日本的铁路工业是世界的佼佼者，尤其是日本的铁路新干线开创了日本铁路产业的里程碑，也为其他国家铁路事业的发展树立了榜样。在车门的研究方面日本也有实质性的突破，尤其表现在自动关门机的开发上。他们在设计通勤电动客车时，车门没有设台阶，以便旅客能平稳流动以及安全、迅速上下车，具有缩短停车时间的显著功能。

为了缓和客流高峰、缩短上下车时间，从209系、E217系以后的“新系列车辆”起，JR东日本客运公司就在市郊型电力客车一侧设置了4个车门，并将其规定为通勤电动客车的车门设置标准。为了贯彻该自动关门机要求的“高可靠性、操纵力易于控制、减少修理”的新理念，JR东日客公司于1992年首次开发了电气式自动关门机构，并安装于901系列编组车上在京摈东北根岸线上试用。

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上海工程技术大学毕业设计（论文） 轨道车辆门有限元建模及模态分析

图1.1 轨道车辆车门分布简图 ???

3.3模型建立前的准备

图名和图号：宋体五号字，1.5倍行距，居中。图与上面文字间空一行。序号按一级标题的标号再排序。与下面的内容之间也空一行。 机械零部件三维模型的构建是有限元仿真的基础，这是因为仿真的实现必须从三维的建立开始。三维几何模型的建立一般需要花费工程技术人员大量的时间和精力，工程上三维几何模型的构建非常严格，必须理解零件、部件的形状及相对位置关系，严格按照实际的尺寸进行建模。只有这样才能达到仿真时对可信度的要求同时，还得考虑在虚拟环境下实体模型构建的难易程度．一些对仿真结果影响不大的特征和构建难度比较大但对实际仿真影响不大的特征可以进行简化。根据轨道车辆过道门的结构参数，综合考虑UG的功能、工作量等因素，选取一个较合理的建模方案，对系统进行结构分析。现对过道门模型进行如下简化处理：

(1)过道门上的控制等零部件相对于尺寸较小可以忽略。

(2)门窗由塑料组成，原本为百叶窗，由于模态分析时不能划分网格，因此改装为一块合金板，与门框固定起来。

轨道车辆过道门的基本参数见表3-1所示 三线表，宋体五号字，1.5倍行距，居中，与正文文字间空一行，序号按一级标题的标号再排序。 表3.1 过道门基本参数 项目 门框宽 门框高 水平净开度 表格下面内容间空行。 与的之一垂直净开度 参数/m 1.690 2.155 1.400 1.950 ??? 表中内容用宋体五号字，1.5倍构成三线表的三根线磅行距。 4.5 小结 数：上线和下线均为1.5磅；里面的线为0.75磅。 本篇介绍了动力学模态分析的基本求解和建模过程，建立轨道车辆过道门有限元模型，合理的确定约束条件，选定了单元类型。并对各个部分进行材料设置并布尔求

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