原文传递
动车组转臂式轴箱体强度分析及优化设计
| 论文题名： | 动车组转臂式轴箱体强度分析及优化设计 |
| 关键词： | 动力列车;车体转向架;疲劳寿命;车辆设计 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路的快速发展，人们对动车组的安全性和舒适性的要求也在不断提高，铁道车辆强度问题成为了人们关注的焦点问题之一。转向架是动车组主要的组成部分，轴箱体又是转向架重要的承载和运动形式转换部件。由于动车组速度越来越高，轴箱体工作环境越来越恶劣，导致其载荷更加复杂，疲劳失效频发，因而对其强度性能要求变得更加严格。以某型动车组转向架转臂式轴箱体作为研究对象，在总结国内外关于轴箱体研究成果的基础上，提出了本文的研究方法及内容。 本研究在不影响求解精度的前提下对轴箱体进行了简化处理，利用Solidworks和ABAQUS软件建立轴箱体刚性节点和弹性节点整体模型，采用 ANSYS Workbench和ABAQUS软件对轴箱体进行静强度分析和疲劳强度评估。静强度分析结果表明，在超常载荷作用下轴箱体满足强度要求。在模拟运营载荷工况下，得到各工况应力分布情况，选用修正的Goodman-Smith疲劳极限图对轴箱体进行疲劳强度评估。疲劳强度评估结果表明所选面的节点都在 Goodman-Smith疲劳极限图包络线内，轴箱体满足疲劳强度要求。依据临界面法的基本原理，选用Brown-Miller模型用于轴箱体疲劳寿命预测。分别把刚性节点和弹性节点整体模型计算结果导入到Fe-Safe软件中，定义材料疲劳参数，导入正弦载荷历程，选择Morrow公式进行平均应力修正，预测轴箱体疲劳寿命，得到轴箱体疲劳寿命分布图和疲劳安全系数分布图。结果表明两种模型的最小疲劳寿命均超过EN13749:2005标准规定的1200万次，轴箱体满足设计要求。为得到质量更轻的动车组转向架转臂式轴箱体结构，基于变密度法，以结构应变能最小为目标函数，在给定工况下采用 Hypermesh/Optistruct软件对该轴箱体进行拓扑优化设计，并通过ANSYS Workbench软件对轴箱体优化结构进行强度分析。结果表明优化后的结构不仅最大Von-Mises应力值有所降低，其质量也比原结构降低了8.43％。 |
| 作者： | 李超 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 商跃进;王志文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
