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高速列车新型齿轮箱箱体强度仿真与试验研究
| 论文题名： | 高速列车新型齿轮箱箱体强度仿真与试验研究 |
| 关键词： | 高速列车;齿轮箱;强度分析;故障诊断 |
| 摘要： | 高速列车齿轮箱组成承载传递整车牵引力和制动力，是转向架关键承力旋转部件，其可靠性直接影响列车的运行安全和旅客的生命财产安全。目前，国内四个平台动车组用齿轮箱技术参数、结构尺寸等顶层指标差异大;齿轮箱组成结构复杂，运行环境恶劣，在长期服役过程中曾发生过箱体裂纹、轴承失效、润滑油乳化和漏油等故障。基于上述背景，本文主要研究中国标准动车组新型齿轮箱箱体结构设计、强度仿真，对新型箱体进行实验台试验和线路测试，具体内容如下: (1)梳理既有高速动车组齿轮箱箱体故障原因。基于失效箱体的断口金相分析、强度模态仿真分析和线路动应力测试，从齿轮箱结构设计、工艺制造、质量管控及线路运营环境等方面分析失效原因。 (2)进行新型齿轮箱箱体结构设计、强度及模态仿真分析。按高速列车齿轮箱组成统型互换要求，利用CATIA软件进行箱体结构优化设计，研究箱体与构架、车轴、联轴节接口，关注齿轮箱吊杆安装座、油位视窗和观察孔等部位详细结构;利用Hyper Mesh软件重点优化齿轮箱吊杆安装座和油位视窗;利用ANSYS有限元对箱体进行静强度和疲劳强度仿真分析，以保障箱体结构强度安全可靠，进行模态仿真分析，以掌握其固有振动特性。 (3)进行新型齿轮箱实验台静强度及模态测试研究。在实验台上对新型齿轮箱箱体进行短路扭矩测试，对关键部位进行应力测试，验证齿轮箱箱体强度，对箱体和齿轮箱组成在自由状态下的模态频率测试，研究其振动特性。 (4)进行新型齿轮箱箱体线路强度测试和振动特性研究。基于有限元分析和实验台测试结果，制定新型箱体动应力和加速度测试方案，进行线路测试，对测试数据进行时域和频域特性分析，评估箱体使用寿命。 上述研究工作对研制具有自主知识产权的高速列车新型齿轮箱组成，实现自主化生产具有重要意义。 |
| 作者： | 单巍 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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