chr2轉(zhuǎn)向架分析
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- 隨著對鐵路運輸速度要求的提高，鐵路運輸由傳統(tǒng)的機車牽引集中配置進入到動力分散配置的動車時代。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，高速運營條件下列車的振動頻率增高；另外，為適應(yīng)動車組輕量化的設(shè)計要求，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，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)重威脅著動車組的行駛安全。本課題的目標(biāo)是利用計算機仿真技術(shù)，在設(shè)計階段完成對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架疲勞強度的校核，從而避免加工定型后的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架不滿足疲勞設(shè)計要求。
本文首先介紹了當(dāng)前國內(nèi)外對于焊接構(gòu)架疲勞問題的研究現(xiàn)狀，并對CRH2轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的設(shè)計情況進行了簡單介紹，在分析了其動車轉(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三維實體建模軟件，參照設(shè)計過程中提供的數(shù)據(jù)及相關(guān)圖紙建立了CRH2動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的幾何模型。
列車的提速擴大了行駛線路的振動頻率范圍，為避免設(shè)計出的轉(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動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的固有頻率以及振動位移情況，并計算高速運轉(zhuǎn)時列車輪對的轉(zhuǎn)動頻率，以檢驗設(shè)計出的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的固有頻率是否滿足設(shè)計要求。
根據(jù)廠方提供的CRH2型動車組動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架設(shè)計載荷，對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在垂直靜載荷下的受力情況進行計算，并將計算出的構(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度的設(shè)計要求。
接著，分別對18種動載荷工況下的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架受力情況進行了模擬，得到18種載荷分別作用時構(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，為接下來的疲勞強度評價奠定基礎(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)合實際運營狀況，選擇構(gòu)架上的關(guān)鍵危險點來對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的疲勞強度進行評價。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，計算關(guān)鍵危險點的平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，找到各個關(guān)鍵危險點在疲勞極限圖中的位置，評價關(guān)鍵危險點的疲勞強度。最后，在此基礎(chǔ)上提出一種評價轉(zhuǎn)向架構(gòu)架整體疲勞強度的方法，并利用Matlab語言進行簡單編程以實現(xiàn)該方法。
關(guān)鍵詞：焊接轉(zhuǎn)向架構(gòu)架；疲勞強度；動載荷；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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