基于振動模態(tài)和強(qiáng)度分析的動車組拖車構(gòu)架的力學(xué)特性研究.pdf

1、由于世界各國對鐵路提速的高度關(guān)注，列車行駛的可靠性、安全性和舒適性都備受矚目。我國的鐵路發(fā)展在近二十年有著令人可喜的成績，尤其是在高鐵建設(shè)上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。構(gòu)架作為轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵部件，不僅是各個零部件的聯(lián)系紐帶，更是車體受力時的呈遞主體。構(gòu)架的力學(xué)性能對于車輛的整體性能有著重要作用。
　　本文闡述了有限元的基礎(chǔ)理論和分析方法，并對有限元分析軟件進(jìn)行了簡單介紹。文章依據(jù)實(shí)際工程，首先利用CAD軟件SolidWorks對某動車組拖車轉(zhuǎn)

2、向架構(gòu)架進(jìn)行三維實(shí)體建模，再將三維幾何模型導(dǎo)入至有限元軟件ANSYS Workbench，利用其強(qiáng)大的復(fù)雜裝配體修復(fù)、網(wǎng)格劃分和有限元分析功能，對構(gòu)架進(jìn)行強(qiáng)度分析和模態(tài)分析的仿真計算，并能夠快速和精確求解，其仿真結(jié)果可通過應(yīng)力和應(yīng)變云圖顯示。根據(jù)計算結(jié)果，使用JIS E4207的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對構(gòu)架進(jìn)行疲勞分析，畫出古德曼圖，直觀的反映出構(gòu)架的關(guān)鍵點(diǎn)的力學(xué)特性狀況。按照仿真分析的計算結(jié)果，構(gòu)架最低的模態(tài)振動頻率是38.184Hz，成功地避開

3、了列車最低的激振頻率，防止共振現(xiàn)象的發(fā)生。強(qiáng)度分析也說明了構(gòu)架各部位的受力情況。通過對比研究構(gòu)架的振動模態(tài)和強(qiáng)度分析時的力學(xué)性能，可知在側(cè)梁下蓋板的圓弧區(qū)，即與轉(zhuǎn)臂定位座連接區(qū)域受力最大，受力較大部位還有橫梁與側(cè)梁連接的腹板處，橫梁與縱向連接梁、制動吊梁的焊接處。在不同的振動情況下，多發(fā)三類應(yīng)變情況，周期性的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)變、彎曲和擺動拉壓應(yīng)變。構(gòu)架在節(jié)點(diǎn)處運(yùn)動方向趨勢相反，且該處應(yīng)力集中，易發(fā)生應(yīng)力集中和疲勞損壞，屬于較為危險區(qū)域。將仿真計