chr2轉(zhuǎn)向架分析
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- 隨著對(duì)鐵路運(yùn)輸速度要求的提高，鐵路運(yùn)輸由傳統(tǒng)的機(jī)車牽引集中配置進(jìn)入到動(dòng)力分散配置的動(dòng)車時(shí)代。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是列車的重要組成部分，列車速度的提高使轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的工作條件更加惡劣，高速運(yùn)營(yíng)條件下列車的振動(dòng)頻率增高；另外，為適應(yīng)動(dòng)車組輕量化的設(shè)計(jì)要求，構(gòu)架的質(zhì)量不斷減小，導(dǎo)致固有頻率也隨之減小，引起構(gòu)架的彈性振動(dòng)，從而造成構(gòu)架疲勞。持續(xù)的交變應(yīng)力給構(gòu)架各零部件造成的疲勞損傷嚴(yán)重威脅著動(dòng)車組的行駛安全。本課題的目標(biāo)是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，在設(shè)計(jì)階段完成對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架疲勞強(qiáng)度的校核，從而避免加工定型后的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架不滿足疲勞設(shè)計(jì)要求。
本文首先介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于焊接構(gòu)架疲勞問題的研究現(xiàn)狀，并對(duì)CRH2轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，在分析了其動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的構(gòu)成以及各部位零部件的作用后，利用SolidWorks三維實(shí)體建模軟件，參照設(shè)計(jì)過(guò)程中提供的數(shù)據(jù)及相關(guān)圖紙建立了CRH2動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的幾何模型。
列車的提速擴(kuò)大了行駛線路的振動(dòng)頻率范圍，為避免設(shè)計(jì)出的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的固有頻率與外部激振頻率相接近而發(fā)生共振現(xiàn)象，分析CRH2動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的固有頻率以及振動(dòng)位移情況，并計(jì)算高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)列車輪對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)出的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的固有頻率是否滿足設(shè)計(jì)要求。
根據(jù)廠方提供的CRH2型動(dòng)車組動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架設(shè)計(jì)載荷，對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在垂直靜載荷下的受力情況進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算出的構(gòu)架最大應(yīng)力值與其許用應(yīng)力相比較，校核構(gòu)架的受力情況是否滿足靜強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。
接著，分別對(duì)18種動(dòng)載荷工況下的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架受力情況進(jìn)行了模擬，得到18種載荷分別作用時(shí)構(gòu)架的應(yīng)力分布情況，找到各工況下構(gòu)架的最大受力部位，為接下來(lái)的疲勞強(qiáng)度評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。
根據(jù)模態(tài)分析以及18種工況下的應(yīng)力分析結(jié)果，結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況，選擇構(gòu)架上的關(guān)鍵危險(xiǎn)點(diǎn)來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)構(gòu)架母材以及焊接部位的材料屬性繪制古德曼疲勞極限圖，計(jì)算關(guān)鍵危險(xiǎn)點(diǎn)的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，找到各個(gè)關(guān)鍵危險(xiǎn)點(diǎn)在疲勞極限圖中的位置，評(píng)價(jià)關(guān)鍵危險(xiǎn)點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度。最后，在此基礎(chǔ)上提出一種評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架整體疲勞強(qiáng)度的方法，并利用Matlab語(yǔ)言進(jìn)行簡(jiǎn)單編程以實(shí)現(xiàn)該方法。
關(guān)鍵詞：焊接轉(zhuǎn)向架構(gòu)架；疲勞強(qiáng)度；動(dòng)載荷；古德曼疲勞曲線；有限元分析方法
論文類型：應(yīng)用研究
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