客车轴箱单卷弹簧参数化建模及性能分析.pdf

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1、车辆工程制造技术现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2017年第1期客车轴箱单卷弹簧参数化建模及性能分析+朱海燕1’2，邬平波2，张翼1，乔元禹1(1华东交通大学轨道交通学院，南昌330013；2西南交通大学牵引动力国家重点实验室，成都610031)摘要：针对客车轴箱弹簧断裂的现象，应用三维造型软件对轴箱单卷弹簧进行参数化建模，利用ANSYS软件分析弹簧支撑圈与有效圈间隙对弹簧性能的影响。在Workbench系统中对弹簧进行强度、刚度及疲劳强度计算分析，得出这三项性能满足弹簧的设计要求；在模态分析中，得到轴箱弹簧的前十阶模态振型及

2、前十阶的固有频率，通过分析模态振型及相应频率数据，有助于避免弹簧工作时与轴箱及构架发生共振。轴箱单卷弹簧参数化建模及其性能分析结果可为其他高速列车轴箱弹簧的性能分析提供参考。关键词：轴箱弹簧；参数化建模；强度；刚度；模态中图分类号：THl6文献标志码：A文章编号：1671—3133(2017)01州2—09DoI：10．16731／j．cnki．1671—3133．2017．01．008ParametricmodelingandperformanceanalysisforsinglecoilspringofthepassengertrainaxleboxZhuHaiy

3、anl”，WuPingb02，ZhangYil，QiaoYuanyul(1SchoolofRailwayTracksandTransportation，EastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China；2StateKeyLaboratoryofTractionPower，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Aimingatthephenomenonoftheaxleboxspringfractureofpassengertrain，applie

4、sthethreedimensionalsoftwaretomodeltheparameterizedaxleboxsindecoilspring，andanalyzestheperformanceofspringcausedbythegapsbetweenthesupportcircleandeffectivecirclethroughANSYSsoftware．Thestrength，stiffnessandfatiguestrengthofspringwerecalculatedinwork—benchsystem，whichconcludedthatthese

5、performancesCanmetthedesignrequirementsofspring．Thefirsttenordermodalvibra—tionmodesandtheircorrespondingnaturalfrequenciesdataoftheaxleboxspringwereobtainedbymodalanalysis，andanalyzedthemodalvibrationmodesandfrequencydatacanavoidtheresonancephenomenonfromaxleboxspringsandframes．Thepara

6、metricmodelingmethodandanalysisresultcanprovidetheoreticalreferencefordesigningtheotheraxleboxspringofhigh—speedtrains．Keywords：axleboxspring；parametricmodeling；strength；stiffness；modal0引言轴箱弹簧主要安装在车辆转向架与构架之间，起到悬挂和缓冲的作用，同时能减少客车在运行时产生的振动，有助于提高客车的舒适度以及安全性。轴箱弹簧具有良好的垂向和横向动态性能，能够改善客车结构的平稳性。然而

7、，轴箱弹簧属于易损伤类型的零／部件，在实际工作中，经常产生裂纹和断裂现象，尤其是在轴箱弹簧的支撑圈和有效圈的连接处，裂纹和断裂的现象经常发生，所以对此现象应多给予关注‘1I。基于轴箱弹簧的重要性，目前国内很多学者对轴箱弹簧疲劳断裂及强度情况进行了相关的研究。文献[2]利用有限元仿真和理论计算，对弹簧刚度和剪切应力进行了对比计算，得出在弹簧内圈剪应力最大的结论，并验证了有限元计算的准确性。文献[3]通过研究弹簧表面缺陷对其寿命的影响，发现弹簧疲劳损伤是造成弹簧断裂失效的主因。文献[4]基于有限元分析对转K2摇枕弹簧进行刚度及寿命计算。文献[5]、文献[