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HXN5型机车扫石器悬臂结构裂纹原因分析及改进设计
| 论文题名： | HXN5型机车扫石器悬臂结构裂纹原因分析及改进设计 |
| 关键词： | 内燃机车;扫石器;悬臂结构;批量性裂纹;有限元分析 |
| 摘要： | HXN5型交流传动内燃机车是南车戚墅堰机车有限公司与美国通用电气公司一起合作开发的一种新型的重载货运机车。2013年开始配属新疆库尔勒机务段,该区段的线路具有曲线多、坡道大、钢轨接缝多的典型特点,导致了HXN5型机车在此区段的运用过程中出现了批量性、规律性的扫石器悬臂结构裂纹情况,机车日常运用存在严重的安全隐患。 本文首先对HXN5型机车扫石器悬臂结构的裂纹情况进行统计,分析裂纹产生部位的规律性。然后运用Pro/E软件建立了机车扫石器及悬臂结构的三维实体模型。再通过ANSYS软件对机车扫石器悬臂结构进行了有限元分析,根据悬臂结构裂纹产生区域在静力学分析下的应力分布趋势和模态分析下的表现形式,分析裂纹产生的原因。根据优化设计理论对机车扫石器悬臂结构进行改进设计,通过ANSYS软件对改进前后的扫石器悬臂结构进行有限元对比分析,分析结果表明改进后的结构与原始结构相比,强度和刚度都有明显的提升。为了进一步验证本改进方案的效果,本文最后通过电阻应变片法对HXN5型机车改进前后的扫石器悬臂结构进行了应力测试和振动测试对比分析,测试分析结果证明此次改进设计的思路是正确的,方案是有效的。 本论文的研究工作解决了HXN5型机车在新疆库尔勒区段恶劣线路条件下扫石器悬臂结构产生批量性裂纹的问题,把机车运行的危险系数降到最低,满足我国现代化铁路重载货运机车的要求。同时也为国内外机车对类似问题的分析研究提供参考价值。 |
| 作者： | 李春辉 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王石刚;张建勤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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