CRH3型动车组拖车构架结构强度分析及优化.pdf

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1、·24·内燃机与配件CRH3型动车组拖车构架结构强度分析及优化王维华（陕西交通职业技术学院，西安710018）摘要：本文以CRH3拖车转向架构架为研究对象，运用SolidWorks三维建模软件建立了构架的几何实体模型，并利用ANSYS-workbench模块建立了构架的有限元模型，根据振型曲线曲率的极值位置判断出了构架振动过程中动强度的薄弱环节。关键词：有限元；强度分析；薄弱环节0引言载计算并提取相应的应力计算云图如图2~图5。CRH3动车组采用SF500型转向架，依照我国铁路客运线路的要求，为适应车

2、体的加宽和速度要求，对枕梁、传[1]动比、减振器及弹簧参数等进行了适应性的改变及优化。本文采用计算机模拟仿真的分析方法，依据CRH3构架的二维平面图纸，通用三维建模软件SolidWorks建立构架的实体模型，将其导入ANSYS中的workbench模块建立构架的有限元模型。基于国际铁路联盟UIC规程中非动力转向架构架的加载试验方法对有限元模型进行模拟加载。其目的在于通过对CRH3拖车转向架构架进行有限元分析寻找出构架在不同组合下的应力分布状态，从而判断构架因应力集中产生的结构强度薄弱部位。图2模拟运营

3、载荷工况二应力云图1构架有限元模型的建立构架的模型经过有限元网格划分后离散为113771个节点，单元数为33072个单元。在确保计算准确度的前提下兼顾计算规模，最终得到构架的有限元模型如图1。图3模拟运营载荷工况四应力云图2.2计算结果分析评定方法采用了Goodman疲劳极限图的方法对模拟图1构架的网格划分图运营载荷工况下的动应力进行校核，其评定依据是计算某2构架模拟运营载荷计算工况分析测试点模拟运营载荷工况下的动应力和个别特殊载荷工况运营载荷工况计算载荷，构架的模拟运营载荷主要包下的动应力值，得到的

4、应力值若在Goodman疲劳极限图的括模拟主要运营载荷和特殊运营载荷。运营工况载荷静强范围内，则构架在模拟运营工况下没有出现疲劳裂纹的危度试验，其目的主要是为了验证转向架在各种运营载荷工[4-5]险。平均应力σave和应力幅值△σ通过以下公式计算：况组合下，构架不会产生疲劳裂纹，其主要包括垂向力、横σmax+σmin向力及其线路扭曲的影响[2-3]。σave=（1）22.1典型模拟运营载荷工况强度计算△σ=σmax-σmin（2）按照模拟运营载荷计算工况表中的工况组合进行加2[8]陈纪民.汽车排放污染

5、控制的研究[J].科技创业月刊，2011.[12]李博，楼狄明，谭不强，等.柴油机燃用生物柴油的氮氧化[9]蔡茂春，杨雪茹，孙平.增压柴油机采用废气再循环的燃烧物排放特性[J].同济大学学报，2008（9）：5-8.过程和排放特性研究[J].内燃机与摩托车，2008，37（2）：68-71.[13]鞠洪玲.柴油机缸内碳烟颗粒形成过程与尺寸分布特性[10]ChatterjeeS,WalkAP,Blac;kmanPG.EmissionControl[J].内燃机工程，2011，32（6）：18-24.Op

6、tionstoAchieveEuroIVandEuroVonHeavyDuty[14]王海洪.低硫柴油与柴油机的颗粒排放物[J].汽车与配件，DieselEngines,SAE2008-28-0021.2009（22）：26-26.[11]刘双喜，史永万，高俊华，等.柴油机燃用棉籽生物柴油的[15]李新令.喷油压力对柴油机微粒排放特性的影响[J].燃烧排放颗粒物成分[J].燃烧科学与技术，2010，16（5）：442-445.科学与技术，2014，20（4）：303-306.InternalCombu

7、stionEngine&Parts·25·表1构架重点区域测试点应力计算表（单位/MPa)构架结构重点区域模拟运营工况第一类第二类第三类第四类第五类工况一127.825.4112.087.2117.3工况二110.817.098.493.690.3工况三67.619.6150.098.4106.2工况四128.226.4135.676.386.4工况五98.631.8156.896.4118.6工况六70.020.4108.278.6.64.2工况七86.415.8112.496.496.6工况八74

8、.622.666.4.60.8104.6工况九108.228.2128.082.6114.6工况十117.029.8138.484.3108.2图4模拟运营载荷工况六应力云图工况十一166.033.6160.298.4143.6工况十二132.621.4154.686.6113.8工况十三146.825.4136.496.2118.4平均应力σave118.024.7113.379.6103.9应力幅值△σ48.08.947.018.839.7图5模拟运