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轴箱体澳门银河娱乐平台中的拉杆模拟

发布于:2019-05-23 20:19
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      轴箱装置是机车车辆走行部重要组成部分之一,用来连接轮对与构架,保持轴颈与轴承间的正常位置关系,实现轮对滚动向构架平动的转化,同时向轮对传递源于一系簧上部分的各种载荷。由于铁路客货运速度步步提升,轴箱装置在服役过程中面临越来越复杂的载荷环境,通过澳门银河娱乐平台建模和仿真计算,对其各组成部件进行静强度与疲劳澳门银河国际娱乐,是保障轴箱装置服役可靠性和机车车辆运行安全性的有效手段之一,具有重要的工程实际意义。   
      轴箱体是轴箱装置的骨架,以间隙配合的方式套在轴承外,并通过螺栓连接安装内、外端盖,同时设有一系弹簧座,还可根据需要设置轴箱拉杆安装座、轴箱转臂、垂向止挡凸台等。由于缺乏直接指导轴箱体强度设计与试验的标准,目前国内相关有限元强度校核,往往需要借鉴针对转向架构架强度试验的标准。然而,现有轴箱体强度有限元研究中,在标准推演、强度计算等环节通常做了较大简化,尤其是针对轴箱体有限元计算模型的边界条件设置,例如计算时仅考虑垂向载荷,模拟轴箱定位结构时不考虑连接件安装部位的实际连接方式等。这些简化处理虽然方便了计算,但同时影响了强度校核结果对轴箱体受力状况反映的真实程度。    
      以出口某国机车的拉杆式定位轴箱体为对象,探讨有限元澳门银河国际娱乐中引入轴箱拉杆的必要性和合理实现拉杆模拟的方法。
      轴箱装置按定位方式,可分为拉板式、拉杆式、转臂式、导柱式等7类。我国干线机车大多数采用双拉杆式轴箱定位装置,CRH动车组也采用了类似的结构,但区分上、下拉杆。双拉杆轴箱定位结构紧凑,通常安装于轴箱的两个对角,近似中心对称布置,在机车或动车运行时,通过提供适当的纵向与横向刚度,确保运行平稳。   
      图给出了出口某国机车的一系悬挂装置结构示意图。该装置采用钢弹簧加轴箱拉杆结构,在轴箱体上设有两组螺旋钢弹簧,轴箱体两侧安装有轴箱拉杆。机车运行时,钢弹簧主要受垂向力作用,轴箱拉杆主要传递牵引力、制动力和横向力。此外,为了达到衰减振动和吸收振动能量的目的,配置有一系垂向减振器。轴箱体采用C级钢铸造而成,顶部设置有垂向止挡凸台,轴箱体前端盖上设有一系横向止挡。轴箱体在工作中所受载荷有来自于两组钢弹簧的垂向、纵向和横向载荷;来自于上、下拉杆的纵向及横向载荷;通过前端盖传递至轴箱体螺栓孔的减振器垂向载荷;构架与轴箱体垂向接触时作用于止挡凸台的垂向载荷;构架与轴箱体前端盖横向接触时,通过前端盖传递至轴箱体螺栓孔的横向载荷。   
      图给出了轴箱拉杆结构简图,横向刚度主要靠橡胶垫的偏转压缩提供,其次橡胶关节的偏转压缩也提供小部分横向刚度;纵向刚度主要由橡胶关节的径向刚度提供,而橡胶垫的剪切只能提供不超过10%的纵向刚度。
      为尽可能真实地反映轴箱体在各载荷工况下的应力分布,根据工厂提供的轴箱体及拉杆几何模型,在ANSYS软件平台上建立了详细的有限元力学计算模型。轴箱体与拉杆体采用具有中间节点的四面体Solid187单元进行模拟;拉杆的橡胶关节则采用具有中间节点的六面体Solid186单元进行模拟;拉杆芯轴两端头与轴箱体连接处采用Combin4大刚度弹簧单元模拟螺栓固定。另外,所有部件之间接触部位均建立了接触(使用174接触单元与170目标单元)。



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