1．目的及意义
选题背景及意义
随着高速铁路的建设和发展，城市之间的距离缩短，城市间的经济，文化和贸易交流日益频繁。为适应时代的发展，随着电子商务产业和高速铁路的成熟，大容量，重载质量和货物安全的货运动车组及相关设施的研制已成为高速列车发展的重要课题。
随着经济的增长，我国中小件快递件的货运需求和高速铁路的发展都十分迅猛，预计2019年我国高铁总里程将突破3万公里。由于高速铁路在交通网络、速度、成本、准时性方面都具有极大优势，在高铁网络运行闲余时间利用高铁运送货物可以解决航空运输费用高、汽车运输效率低的问题，并将会对当前国内快递和货运的发展格局产生重大影响。
然而想要发展高速货运动车组,我们依然面临很多挑战：载运设备、集装化器具不适应货运作业的需求，载运设备在装卸能力和载运能力两个方面不适用等。另外受客运动车组的车门宽度限制，目前高铁快运的装卸作业主要通过人力装卸实现，且由于没有专门的货运列车和装载集装器，装卸货物会导致装卸过程与客流形成严重干扰，而当前高铁列车在站点停靠时间大多在5分钟以内，难以在时间上同时满足旅客乘降和货物装卸作业的需要，另外高速动车组的运输过程货物会受到车身和货物双重作用的影响，加速和制动过程中的加速度影响，因此开展集装器在明显偏心载荷和冲击的情况下的技术和方案研究，并对其进行结构设计和机构优化具有重要意义。
国内外现状分析
世界上有关高速货运铁路的研究与应用并不多，目前法国，德国，意大利等国家在高速铁路上运营货运列车[1]。一般来说，目前只有两种类型的高速铁路货运列车：一种是从高速旅客列车直接转换而来，如法国的TGV邮政专用列车;另一种是从普通货运列车转换而来直接在高速铁路上运营，如法国的Sernam 200包裹列车和德国的DBSgss-y703列车[5]。我国也没有专用的高速货运列车，铁路快运列车主要由行李车组成。目前只有中车唐山机车车辆有限公司正在开发时速250km的货运列车。
高铁用集装器的研究更是寥寥无几，目前高速动车组集装器部分，各国都主要参考航空冷链、航空运载过程中的航空集装器进行研发和改造。目前我国铁路快递件主要使用高铁专用箱、中铁快运B型专用箱和集装袋这三类集装化器具，而这都不便于开展货物搬运作业。当前人力作业主要通过提放搬运，且一次装卸最多只能运输两箱货物，作业人员在走行过程中还可能妨碍旅客或者碰撞座椅，因此对搬运人员要求较高，另外集装箱尚未配备滚轮，导致搬运效率不高[6]。
{title}

2. 研究的基本内容与方案

{title}

利用校内图书馆和网络资源，通过查阅相关文献，在老师的指导下，主要研究货运高铁的运行状态以及对应的高铁用集装器的受力分析和运行工况，进行设计时，需要对铝材及复合材料的基本性能、集装器的不同安装方式进行详细了解，确定集装器设计初步方案。本文主要采用理论分析，计算机仿真模拟的方法，利用HyperMesh和UG软件分别对集装器受载荷工况和集装器底座强度进行特性分析。并考虑到实际运行时可采用的配置措施，保证集装器在强度足够的条件下工作。

为了使集装器达到最佳的强度和寿命，需要将集装器及集装器底座的应力控制在一定范围内，减少集装器内不均匀的货物重量分布以避免受力的不平衡，降低金属性能衰减速度，且消除相关的潜在危险。

研究目标

利用有限元的数值模拟方法，模拟高铁集装器在偏载和冲击工况下的受力情况和应力场分布，为集装器的结构设计和强度校核提供参考。

拟采用的技术方案及措施

（1） 检索文献，深入了解航空冷链集装器的结构，了解国内外关于高速货运动车组集装器的研究现状，确定研究方案和研究路线。

（2）学习仿真分析软件HyperMesh，熟练掌握其功能和使用方法，能够用其对高铁集装器模型在不同工况下受力情况及应力分布进行基本的计算分析。

（3）通过经验设计，确定合适的高铁集装器模型、集装器底座模型和性能仿真模型。根据高铁货运的要求拟定集装器及其底座的基本设计方案。

（4）利用HyperMesh和UG仿真分析软件对该集装器模型进行计算分析，确定其在不同工况下受力情况及应力分布并优化相关设计参数。对计算结果进行后处理，对所拟定的几种基本方案进行综合分析，在应力分布不超过高铁集装器所能承受的范围内，确定出更优的方案。研究此种集装器结构的合理性，分析可能出现的问题，并提出改进意见。