bet体育在线登录-体育官网

经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

高速动车车轮强度分析的工程解决方案

发布于:2016-05-11 18:35
强度分析

      车轮是铁道机车车辆的关键承载部件,其疲劳失效会带来灾难性的后果。自1998年6月德国ICE高速列车在Eschede发生事故以来,车轮疲劳失效的研究受到了前所未有的重视。随着列车的运行速度和载重量的不断提高,会使轮轨动作用力不断加大,作为高速列车关键承载部件的车轮所承受的工作载荷也会显著增加。近年来,提速列车、准高速列车和高速列车车轮疲劳破坏时有发生,为列车的安全运行留下了隐患。寻找另外一种有效的工程计算方法,为确保车轮结构设计和强度分析满足工程应用的要求,具有十分重要的意义,本研究以我国270km/h轮对空心轴式高速动力车车轮为例,探讨高速列车车轮强度分析的工程计算方法。
      车轮结构具有较为复杂的几何形状,用传统的弹性力学计算方法难以得出计算精度较高的解,随着有限元法和数值计算方法的不断发展,应用有限元分析计算法(FEM)对车轮强度进行分析得到推广。对于轴对称结构的车轮,采用ANSYS有限元App提供的轴对称单元进行计算,此类单元可承受非轴对称载荷;对于非轴对称结构的车轮,采用三维8节点或20节点六面体实体单元或10节点四面体单元建立有限计算模型,如图所示。
      车轮在工作寿命期间会出现踏面磨耗、表面剥离和表面擦伤等破坏,当其达到一定的程度时就需进行旋轮处理,直到车轮踏面几何尺寸达到设计的极限状态(磨耗到限),该车轮的使用周期完成。因此,磨耗到限车轮的应力水平高于新造车轮,在强度计算时,以车轮磨耗到限的几何尺寸作为计算的基础,以保证车轮在整个使用周期的安全性。
      轴盘制动和轮盘制动为高速动力车基础制的主要形式,在动力车运行过程中,车轮承担的主要载荷包括轮轨接触点作用力、轮轴过盈配合产生的力和车轮高速旋转产生的离心力。因此,根据国际铁路联盟和欧洲铁路联盟CEN的相关标准,将高速动力车车轮在线路运行中承担的载荷划分为4个载荷工况,车轮在上述载荷作用下,其应力分布呈三向变化应力状态,结构的强度评定分为静强度和疲劳强度。
      在车轮的每个载荷工况下,用有限元法计算车轮在上节确定的载荷绕车轮旋转180°的情况下的应力分布。对于轴对称结构,利用在轴对称单元上可施加按傅立叶级数展开的非轴对称载荷,分别计算和180°条件下的车轮应力分布,即可确定车轮的最大应力max和最小应力min,对于非轴对称结构,确定载荷绕车轮旋转180°的条件下的车轮应力分布,找出车轮的最大应力值。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限企业
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限企业www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!


tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------

bet体育在线登录|体育官网

XML 地图 | Sitemap 地图