抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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50年前に,鉄道車両産業は,設計および製造プロトコルを確立するために,基本的固体力学理論を用いた古典的解析方法に完全に依存する。この方法は,作業設計を生成したが,この種の解析に必要な仮定は,しばしば,設計レール車に通じた。1950年代に,有限要素解析(FEA)の一般化数学的アプローチを開発し,機械系の構造挙動をモデル化した。FEAは,連続システムを格子分割の有限システムに離散化することによる数値モデルの作成を含む。各格子分割あるいは要素は固有の幾何学的形状を持ち,各要素はノードとして参照される点から成る。ノードと要素の接続パターンはメッシュと呼ばれる。ソルバは微分方程式のマトリックスにメッシュを組織化し,歪と応力が得られる線形代数演算を用いて変位を計算した。計算技術の急速な発展は,産業への研究からFEAを駆動する触媒を提供した。FEAは,現在,試行錯誤によって以前に達成された製品設計サイクル時間を改善するための標準アプローチである。さらに,シミュレーションは,重量,強度,および材料最適化のより大きな進歩を可能にする設計効率を改善した。FEAは航空宇宙産業に植えられた根を持つが,競争市場条件は工学の多くの他の専門分野にシミュレーションを推進している。過去数十年間,FEAは北米の無制限交換サービスのための新しい鉄道車設計の基礎に不可欠になった。すべての新しい鉄道車両設計は,有限要素(FE)モデリング手順における推奨された実践に加えて,そのMSRP(標準と推奨された実践のManual)にリストされたアメリカ鉄道(AAR)の協会によって義務付けられた構造要求のリストに準拠しなければならない。MSRPは,これらのガイドラインが常に完全にシミュレートできないことを認識し,分析者が偏差が必要な状況を正当化することを可能にする。しかし,FEAには固有の挑戦がある。FEAは厳密解,近似のみを与えない。FEAは,より短い開発時間とより低いコストをもたらす実際の物理的挙動に意味のある洞察を提供することができるが,それはまた,潜在的安全性と工学的リスクをもたらすボガス解を創り出すことができる。FEA仮定がいかに適切であるかに関係なく,工学的判断は結果の精度と重要性を解釈するのに必要である。一定のバランスを,モデル忠実度と計算解法時間の間で行った。この論文の目的は,AARコンプライアントレール車設計を作成する際に,BNSFロジスティックス,LLC(BNSFL)によって使用される鉄道車両解析へのFEAアプローチを議論することである。さらに,本論文では,鉄道車両産業における実際の事例研究からの経験を用いて,FEAに固有の課題を論じた。これらの課題は,モデルに対する要素タイプ,部分接続,および拘束位置を含む解析に対してなされた仮定から生じている。本論文で議論したすべてのFEA用語は,ANSYS機械利用者の展望から書かれた。FEA技術における現在の進歩が鉄道車両産業基準をさらに改良できるかもしれないことについて,クロージング記録が与えられるであろう。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
