2、车轴造型过程
A:车轮受力分析与理论计算
根据UIC 510-5:2003(整体车轮技术)标准进行车轮设计,对于安装到动轴上的车轮,考虑车轮通过直线、曲线和道岔时的载荷。 载荷工况 载荷
直线运行 垂直载荷Fz1+过盈量+最大速度下的转速
曲线运行 垂直载荷Fz2+横向载荷Fy2+过盈量+最大速度下的转速 过道岔 垂直载荷Fz3+横向载荷Fy3+过盈量+最大速度下的转速
载荷工况 垂向力 横向力 直线运行 Fz1=1.25Q Fy1=0 曲线运行 Fz2=1.25Q Fy2=0.7Q 过道岔 Fz3=1.25Q Fy3=0.42Q Q:每个车轮承担的重量
除了上述UIC 510-5规定的垂向和横向载荷外,还应考虑下表所示的载荷条件 切向载荷(粘着系数=0.33) 27.5 kN
最大速度情况下(200公里/小时)转速 1310 rpm 车轴与车轮压装的最大过盈量 0.30 mm
CRH2动车组车轮满轴重静态轮载Q=7250kg。这里只计算通过直线工况的载荷值 B:车轮CAD设计
1, 选择右视图,,画草图,各尺寸与约束如下图所示。
2, 退出草图,用旋转功能将草图绕中心轴旋转360度,即作出板车轮模型。
C:车轮CAE分析
1.给车轮施加约束,如图中绿色所示,固定轮毂内侧,轮毂孔施加轴向滑动约束 。
2.画出轮轨接触斑,椭圆长轴直径75mm,短轴直
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径70mm
3.在接触斑上添加垂直与接触面的正压力,其大小约为17mpa。如图中紫红色所示
2.划分网格
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3.所得von Mises图如下,可知道最大应力为342768704pa,产生在接触斑上。其值低于车轮材料的弹性极限(355mpa),可见车轮的静强度满足要求。从轮到接触斑处方向取5点探测应力,其图形可以看出
轮对冷缩配合
轮对为两轮加一轴,压装在一起。因而要分析轮对的强度我们很有必要去分析轮和轴的冷缩配合。 1)建立轮对装配体 2)应力计算
1.打开simulation模块,由于在solidworks材料库力没有车轴材料S38C, 这里都选用碳钢代替。 2.建立新算例,命名为轮对冷缩分析
3.为车轴中部添加全约束,车轮两侧也添加全约束。 4.车轴轮座和车轮添加面相接触
5.网格划分为72278个单元,总共115071个节点。 6.求结果 最大应力1352MPa,最大位移18mm。
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心得体会
进行有限元分析。初步掌握了现代设计理念,并进一步熟练了三维软件的应用。
2)只有在做的过程中才会发现好多问题,并解决问题,在此过程中掌握知识
1)通过用三维软件建立弹簧,车轴,车轮实体模型,并组装成转配体建立算例
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