某公司新開發(fā)了一款N型集裝箱平車，是四軸平車，主要運輸集裝箱，并兼顧平車功能的。與原先平車相比，裝載功能由原先能裝載5個10t集裝箱，擴展到現(xiàn)在可以裝載6個10t集裝箱，并且集載功能不變。N型集裝箱平車在車體的結構、工藝和材料等方面進行了許多改進，為保證車體的安全使用，有必要對車體進行強度和應力測試。

車體結構概況

N型集裝箱平車車體由型鋼和鋼板焊接而成，主要材質為耐候鋼09CuPCrN1，型鋼的材質為Q235A，中梁采用H型鋼600*200mm加上下蓋板組焊成箱型結構；側梁采用H型鋼600*200mm，中梁和側梁均制成魚腹型梁，枕梁為鋼板焊接箱型結構；車體底架還設有端梁、中央橫梁、大橫梁和小橫梁及縱向梁，其中端梁采用鋼板焊接結構，中央橫梁和大橫梁為鋼板焊接工字形結構，小橫梁和縱向梁為140*58*6mm，另外還有縱向小梁，采用63*40*5mm。

選用的儀器

儀器采用聚航科技生產(chǎn)的JHDY動態(tài)應變儀，對114個測點在各個工況下進行了應力測試。應變片規(guī)格2*3mm，電阻120±0.1Ω，靈敏系數(shù)2.24。

測試方法及測點布置

測點布置

應力測點主要分布在車體一端的1/2處，另一端布置了一些相應的對稱測點。具體測點位置見下圖。

載荷工況及施加方法

載荷工況主要分為垂向載荷、縱向載荷、扭轉載荷及頂車載荷工況。最后，將各個載荷工況的測試結果以第一及第二工況進行應力合成。

通過垂直加載架和油缸加載施加載荷，縱向載荷通過縱向油缸加載裝置，將縱向拉伸、壓縮力沿車鉤中心線作用于車體前或后從板座處。

測試結果及分析

1. 中梁外八字蓋板端頭1-3-1’點最大合成應力值為168.5MPa，發(fā)生在20英尺集裝箱工況下，大于Q235A鋼許用應力161MPa，但超過值在5%范圍以內。其對稱點1-3-1處合成應力值為146.3MPa，表明這是一個應力集中區(qū)，建議制造過程中優(yōu)化焊接工藝，減少應力集中。

2. 集重工況下，中梁中部、中央橫梁與中梁焊接處兩側應力值較大，1-11-1點最大合成應力值為178.1MPa，發(fā)生在5m、50t工況時，其相應對稱點應力值為153.3MPa，兩點平均值為165.7MPa，略高過Q235A鋼許用應力，但超過值在5%范圍以內。說明中梁中端面在集載工況下，強度已趨飽和。考慮到本車型貨物主要為集裝箱、集載運輸頻率不高，建議中梁下蓋板結構加寬。

3. 側梁在5m、50t集重工況下，中央橫梁與側梁焊接處兩側應力值較大，4-10’-1’點合成應力值為182.6MPa，另一邊側梁對稱點4-10-1’點合成應力值為147.2MPa，分析表明，應加強生產(chǎn)工藝質量控制，建議在側梁中斷面批量生產(chǎn)時可將中央鎖座主板適當加高。

4. 其余各部件應力均小于許用應力。

結論

從上述結果可知，N型集裝箱平車車體能夠滿足市場對車輛多功能裝載的需要。在結構設計上，車體長度加長，車體自重受到軸重的限制。因此，提高對車體的結構設計及工藝要求。在集重的裝載工況下車體的中央斷面強度略顯薄弱。在可能的情況下，建議中梁和側梁使用強度更高的材料.