120KM 铝合金货车多用途敞车设计(2)
古、山西和陕西等四省区占全国资源总量的 81.3%，东北三省占 1.6%，华东七省占 2.8%，
江南九省占 1.6%；木材资源的分布主要在东北的大小兴安岭和长白山，那是我国最大的
天然林区，还有西南横断山区和东南部的台湾、福建、江西等省山区。为了平均有效的利
用各种资源， 运输就成为必不可缺的一部分； 现在的运输方式主要有水路运输、 航空运输、
铁路运输和公路运输，然而只有铁路运输才能满足资源大规模的有效运输，而敞车是最适
合运输资源的铁路车型，它可以长时间、长距离、大批量、安全的运输资源到达目的地。
敞车的运输物资主要包括煤炭、矿石、焦炭、建材、机械设备、木材及集装箱等散装或箱
装货物，可运输的种类较为齐全，所以，敞车对于大规模运输有着重要的作用和意义。
我国随着科技的发展，资源的利用和消耗也在逐步的扩大，为满足更大的运输要求，
我国铁路正在不断的提高车辆载重和车辆运行速度，研制不同类型的车体，提出了货物重
载和提速并举的技术政策。2006 年载重 60t 的敞车停止生产，全面生产时速 120km、轴
重 23t、载重70t 的新型敞车。 C80型运煤敞车
本课题的研究，需要利用有限元分析软件 ANSYS 建立时速 120km ,载重 80t 的多用
途敞车车体的有限元离散模型，这样可以在车体的设计中提高效率、节省时间。在设计车辆的同时，除了改变列车的运行条件，在保证列车运行的平稳性和具有必要的使用寿命的
前提下，还必须对现有车体的静强度和疲劳强度进行分析，以保证车体结构设计的合理性
和运行的安全性。本课题将运用线性、非线性有限元静力分析软件完成多种工况下的车体
结构的静强度分析，找到了车体结构中强度不足的部位，为车体的合理设计提供依据。 最
后应用 Miner 线性累积损伤理论对车体的疲劳强度进行分析， 获得满足设计要求的敝车车
结构。
本课题的出发点与价值是在于让我们设计出具有针对性的、 多用途的敞车， 并通过 一
定的专业设计使敞车的效用达到最大化，实现资源的有效利用。本课题的研究内容不仅有
助于解决敞车运输与装卸过程中存在的一些问题， 还可以对于大规模运输业起到一定的积
极作用，具体非常广阔的发展前景。
1.2 国内外研究现状与水平
我国铁路重载敞车运输始于20 世纪 80 年代末期。 首条重载运煤专线大秦线的设计能
力为年运量1 亿吨，列车牵引重量为 5000～6000t，编组辆数 60～72 辆，列车长度 720～
864m，最高运行速度为空车 70km/h、重车 80km/h。所用主型车辆为 C63A 型运煤敞车，
还有少量的C64 型通用敞车。
多年来，大秦线为我国晋煤外运做出了巨大贡献，随着国民经济的快速发展，全国煤
炭运输紧张的矛盾日益突出。一方面“三西”地区（山西、陕西、内蒙古）煤炭产量过剩，
而沿海地区煤炭供应紧张。担负着西煤东运任务的大秦铁路必须提高运输能力，实现扩能
增效。为此，铁道部提出了在大秦线开行 2 万吨重载列车，2005 年达到年运量 2 亿吨的
运输目标。按照“先进、成熟、可靠、经济、适用”的十字方针，借鉴美国、加拿大、 南
非等国家开行重载列车的成功经验， 实施以系统引进关键技术与自主创新相结合的技术发
展路线，开发研制载重达80t 的铝合金运煤敞车，提高专用运煤敞车的装备水平是实现上
述目标的最有效途径。
2003 年 3 月初，为适应铁路跨越式发展的要求，铁道部运输局组织召开了“大秦线
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