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17型车钩结构分析及其改进设计
| 论文题名： | 17型车钩结构分析及其改进设计 |
| 关键词： | 货运列车;车钩;线接触应力;结构强度;优化设计 |
| 摘要： | 17型车钩是我国货运列车的最新型号车钩，其在运行过程中，钩舌、钩身零件存在多处强度较薄弱区域，主要表现为局部出现的裂纹及变形破坏。因此，有必要探索提高车钩结构强度的方法，降低或消除车钩局部裂纹和变形破坏。论文主要针对17型车钩复杂的结构，先对车钩进行CAD参数化建模，其次，对车钩装配体进行有限元结构分析，分析结果准确显示出17型车钩在拉伸和压缩工况下存在的应力集中区域，发现这些区域多分布于零件间的接触部位。然后，基于赫兹接触理论，计算并分析了钩舌S面内侧存在的线接触应力，同时对钩舌和钩身零件主要应力集中部位进行了分析讨论。最后，根据分析结果，对钩舌和钩身零件进行了结构改进方案设计，通过对改进后的结构进行分析发现，改进措施提高了车钩整体的结构强度和安全性。论文主要工作内容包括以下方面：（1）将现有17型车钩设计资料进行数字建模，围绕零件的基准模型进行参数化建模，实现模型设计快速更改；（2）对车钩网格进行局部简化和局部细化，对接触对区域设定统一的网格，网格类型采用二阶四面体单元；（3）运用赫兹接触理论公式计算了钩舌S面内侧的线接触应力，并在有限元运算中采用控制单一变量的方法间接测定钩舌S面内侧的接触应力的大小与分布；（4）提出了针对钩舌S面的结构改进方案，并提出了钩身零件上钩耳和上牵引凸缘的结构改进方案。这些措施有效地提高了车钩的结构强度，增加了车钩运行安全性。 |
| 作者： | 王雨辰 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 花广如 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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