LS-DYNA高速列车轴箱轴承动力学分析与故障模拟.pdf

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1、现代制造、工艺装备Manufacturing&ProcessEquipmentI20153~第期基于ANSYS／LS—DYNA高速列车轴箱轴承动力学分析与故障模拟汤武初，陈光东，孙玉超，许立(1．大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028；2．大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116021)摘要：为了开发高速列车轴箱轴承的在线监测系统，合理布置振动传感器测点，进而完成轴承的实时故障诊断。施加了吻合实际工况合理的边界条件和载荷条件，在ANSYS／LS—DYNA中建立了高速列车轴箱轴承的动力学模

2、型，并且仿真分析了高速列车轴箱轴承的动力学特性。进行了双列圆锥滚子轴承正常工作状态与滚动体表面剥落情况下的显示动力学运动仿真，并在运转工作状态下，将无故障轴承与滚动体表面剥落故障轴承的仿真信号进行了时域参数对比及利用小波包络谱频域对比。为进一步研究高速列车故障轴承的运动仿真与分析奠定一定基础。关键词：显式动力学高铁轴承ANSYS／LS—DYNA小波分析包络谱中图分类号：U266．2文献标识码：A文章编号：1002—6886(2015)05—0005—06Dynamicresearchandfau

3、ltsimulationonhigh—-speedrailwayaxleboxbearingsbasedonANSYS／LS--DYNATANGWuchu，CHENGuangdong，SUNYuchao，XULiAbstract：Inordertodevelopanon—linemonitoringsystemofhigh—speedrailwayaxleboxbearingsandreasonablyar—rangethelayoutofmeasuringpointsofvibrationse

4、nsors，thenaccomplishthereal—timefaultdiagnosisofbearings，vari-OUSreasonableboundaryconditionsconsistentwiththeactualconditionsweredealtwith，aFEMdynamicmodelofhigh—speedrailwayaxleboxbearingswasestablishedbasedonANSYS／LS—DYNA，simulatedanalysiswascarri

5、edoutaboutitsdynamiccharacteristics．Thefeasibilityofthesimulationmethodsisprovedbyprocessingdifferentdatabetweennormalop—erationandfaultoperationbymeansoftwomethods：timedomainmethodandwaveletenvelopespectrummethod．There-searchlaysfoundationforfurther

6、studyonmotionsimulationandanalysisofhigh—speedrailwayfailurebearings．Keywords：explicitdynamics；high—speedrailwayaxlebearings；ANSYS／LS—DYNA；waveletanalysis；envelopespec—tI1in在高速列车的零部件中，轴箱轴承是高速列车元仿真。高速列车轴箱轴承在工作时，由于滚动体走形部的关键部件之一，其在列车运行时的好坏直与内滚道、外滚道、保持架兜

7、孔的接触面上互相产生接影响列车运行的安全¨。轴箱轴承在列车运行交变的接触力，而这些表面的某些疲劳强度低的地时会出现不同类型、不同程度的损伤。尤其是高铁方就很容易产生微裂纹，并随着时间的推移逐渐扩及动车组这类高速速度列车，轴承更易发生故障。展形成剥落。而滚动体是实际工作中最易受损这种初始的微小故障会在很短的时间内迅速扩大，的部件，所以本文主要研究滚动体表面剥落情况下严重时会造成列车脱轨。因此，利用仿真的方法了的故障特征。解轴承在故障状态下的故障特征，并对其进行及时1基于ANSYS／LS．DYNA显

8、式动力学有限地、有针对性地实时监测是避免事故的有效手段。元算法本文以高速列车轴箱轴承为研究对象，合理的定义轴承内部各部件的材料，选定接触类型并合理对边利用ANSYS／LS—DYNA对轴承进行动力学分界进行约束，实现高速列车轴箱轴承的动力学有限析与仿真，得到轴承的各项动力学参数，从中提取出观弋磁。IMxodernM味achiⅡe轴承故障时的故障特征，为高速列车轴箱轴承的振动体的受力是随着位置的不同而不同，针对轴箱轴动传感器布置和轴承在线检测仪的研制提供必要的承这一运动特点，在仿真过程中需要模拟：理