基于有限元法的摇枕疲劳强度分析1啤酒箱

基于有限元法的摇枕疲劳强度分析(1)

基于有限元法的摇枕疲劳强度分析(1) 2012 从2006年开始，我国铁路货车运输全面提速，而且载重能力也大幅增加，因此对铁路列车安全性的要求越来越高。摇枕是货车转向架三大件结构之一，是重要的承载部件，是车辆车体和转向架构架之间的连接装置，主要承受和传递交变的垂向力、横向力和纵向力，故转向架摇枕的疲劳强度，对铁道机车车辆运行的安全性、可靠性和经济性至关重要。 在车辆运用中，摇枕的运营工况非常恶劣，这样会导致摇枕萌生裂纹和裂纹扩展，而线路运行时出现的各种异常情况，加剧了裂纹的产生和扩展，最终会引起疲劳破坏，会对行车安全构成严重威胁。因此，对转向架摇枕的疲劳问题进行研究具有重要意义。1 摇枕的疲劳强度计算1．1单元离散化 通过Solid Works建立摇枕模型。把建好的模型导入Hyper Mesh软件划分网格，有限元的单元类型选用四面体四节点单元Solid 45。根据摇枕模型的尺寸，综合考虑计算量和准确性，网格划分时，单元尺寸取为15mm。离散后可得单元数为35 792个，节点数为l0 892个。弹性约束采用Colnbinl4，其中弹簧元的单元数为40个，如图l所示。1．2载荷工况及边界条件 在摇枕的实际运行中，摇枕承受的载荷较为复杂。本文按照摇枕的实际受载情况，在摇枕的两端侧的6个弹簧支撑上分别施加横向、垂向和纵向弹性约束。分别计算了摇枕在心盘单独受载(Q)，单侧旁承受载(Z)及两侧旁承受载(Z-Z~)这3种工况下的摇枕应力分布。图2为摇枕加载模型示意图。 其中载荷P等于转向架轴重与轴数的乘积减去转向架自重，为一个转向架承受的垂向静载荷。 G为转向架轴的净质量，为27 t； H为转向架的自身净质量，为5 000 k9。1．3有限元应力计算结果及疲劳强度评定 利用ANSYS软件对摇枕进行有限元静态分析。图3为摇枕在心盘单独载荷作用下的第一主应力云图。最大应力值位置为摇枕的下表面中央和漏砂孔，应力值为223．14 MPa。 图4为摇枕在单侧旁承受载下的第一主应力云图。最大应力值位置为摇枕的下表面端部拐角，应力值为l86．26 MPa，摇枕在两侧旁承受载下的第一主应力云图，最大应力值位置为摇枕的下表面端部拐角，应力值为83．92 MPa。 分析上图可知，心盘在单独受载的情况下，应力最大，对摇枕造成的损伤最严重；在单侧旁承受载的情况下，摇枕的应力比较大，损伤也不是特别大；在旁承均布受载的情况下，摇枕的受力比较小，因此损伤也不明显。 此外，摇枕上表面以受压为主，下表面以受拉为主，压缩平均应力作用时，S．，v曲线上移，同样应力幅作用下寿命增大。应重点考虑摇枕的下表面。 本文通过有限元分析计算的结果找到摇枕上3个最薄弱的点，分别为下表面中央部位，下表面漏砂孔部位，下表面端部拐角部位。 依据丸堰标准的脉动循环应力．寿命曲线和最大主应力考核准则，求得各载荷工况下的损伤，再利用Miner线性累积损伤理论，求得摇枕各疲劳薄弱部位的总损伤，计算结果及各薄弱点在各工况下的应力值如表1所示。 根据美国AAR机务标准中M-202．05“铸钢转向架摇枕设计和试验规范，对摇枕进行疲劳强度分析。疲劳试验载荷与评定考核标准为100万次载荷循环的疲劳累计损伤值小于1，下面为疲劳试验载荷工况： (1)心盘单独受载循环不低于50万次； (∞单侧旁承受载循环不低于25万次； (3)两侧旁承受载循环不低于25万次。 由表l可以看出，在正常铸造质量水平下(Kf=1．5)，总的载荷循环数为100万次时，摇枕各部位的疲劳累积损伤值均小于1，也就说明通过100万次的载荷循环后，该摇枕没有发生疲劳破坏，符合强度标准。

临沂牛皮癣专科哪家好

贵阳专治痤疮哪家好

台州医院靠谱吗

西安去哪治疗男科好

广东专治精神科医院