某型捣固车主车架静强度仿真及试验对比分析.pdf

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1、第4期(总第185期)机械工程与自动化NO．42014年08月MECHANICALENGINEERING&AUT0MAT10NAug．文章编号：1672—6413(2014)04—0024—03某型捣固车主车架静强度仿真及试验对比分析谢耿昌，傅茂海，聂嵘，赵卫，吴克明(1．西南交通大学机械工程学院，四川成都610031；2昆明中铁大型养路机械集团有限公司，云南昆明650215)摘要：以XCDW-32型连续式线路道岔捣固稳定车主车架为研究对象，根据TB／T1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》

2、等对该车主车架进行了静强度仿真及试验，对有限元模型的建立、仿真工况、评定标准、试验工况等进行了介绍，并对仿真及试验结果进行了对比分析。分析结果表明仿真值与试验值所测得的应力分布趋势相同，且相对误差比较小。关键词：主车架；静强度；仿真；试验；对比分析；捣固车中图分类号：U216．631：TP391．77文献标识码：A0引言均由板材及矩形管焊接而成，所以主车架结构整体采XCDW一32型连续式线路道岔捣固稳定车既能对用4节点壳单元Shell63模拟，铸造件采用8节点实体正线区段连续捣固稳定，又能完成道岔区的捣固

3、稳定单元Solid45模拟，前司机室及作业司机室以质量单作业口]。主车架是捣固车车体的主要承载部件，在元Mass21的形式施加在安装位置上，二系悬挂采用捣固车连挂运行、自运行及作业时均承受着垂直载荷、弹簧单元Combin14进行模拟。整个主车架钢结构离侧向载荷及扭转载荷，连挂时还承受牵引力和制动力，散为96467个节点，Shell63单元96467个，Solid45单作业时要承受作业载荷。因此，在没有大型养路机械元500个。捣固车主车架的有限元模型如图2所示。专用的强度设计规范和试验标准的情况下，捣固车主

4、车架强度及刚度应满足TB／T1335—1996<铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》的要求。本文主要就捣固车主车架强度的有限元分析结果与试验结果进行对比及分析。图1捣固车主车架结构图1捣固车主车架结构特点表1捣固车主要技术参数图1为捣固车主车架结构示意图。由于捣固车主最高连挂速度(km·h)l20车中部需要为工作小车留出足够空间，故主车架采用最高自行速度(km·h)100焊接式箱型上悬中梁，上部两端转接梁采用“Y”形变车辆整备重量(t)50主车架长度(ram)21540截面焊接异形梁，转接梁下部支撑梁为变截面

5、焊接箱主车架宽度(ram)3OOO型梁，底架、纵向梁、侧梁及牵引梁采用矩形管焊接而转向架中心距(mm)16710成，枕梁及起辅助连接上悬中梁及底架作用的立柱采主车架最大高度(ram)4156用焊接箱型结构。车架主要管材、板材为Q345D。捣车钩中心线高(mm)880固车主要技术参数见表1。2．2主车架计算工况2主车架静强度计算分析此次计算分析主要根据TB／T1335—1996《铁道2．1主车架有限元模型车辆强度设计及试验鉴定规范》并参照GB／T25336—在分析了捣固车主车架结构特点的基础上，采用2010

6、<<铁路大型线路机械检查与试验方法》和GB／ANSYS12．1建立主车架的有限元模型。由于主车架T25337—2010<铁路大型线路机械通用技术条件》，在除前后从板座、冲击座及联接叉为铸造件外，其他部位取许用应力值时参照了GB／T1591—2008<低合金高收稿日期：2013—10—23；修回日期：2014—02—13作者简介：谢耿昌(1990一)，男，山东单县人，在读硕士研究生，主要从事机车车辆设计及理论研究。·26·机械工程与自动化2014年第4期车吊起，直至转向架脱离钢轨。的节点近似位置，从而导致了

7、仿真结果和试验结果的4仿真与试验数据对比分析差异。4．1仿真与试验数据对比(3)加载方式及应力合成方式差异。仿真时，各该车架在静强度试验中，应变片主要选取车架结工况组合载荷是同时施加在车架有限元模型上进行计构的1／2进行布点，重要部位则布置对称测点。车架算的，应力值是按照有限元理论进行计算产生的。试测点约为llO个，主要布置在上悬中梁、枕梁、侧梁、牵验时，受试验条件的影响，各工况的载荷是分别施加，引梁及立柱上。这里主要就纵向压缩工况的仿真结果测得单向应力，并进行线性叠加得到该工况的应力值。与试验数据进行对

8、比，见表3。由表3可以看出，仿真而实际情况下，测得的单向应力并不能完全代表该位值与试验所测得的应力分布趋势相同，且相对误差比置应力情况，且应力值与所施加载荷也不是线性关系，较小，只有枕梁上相对误差较大，但相差数值仍然在这也造成了一定的误差。13MPa以内，其他各测点数据相对误差在1O以内。5结论表3压缩工况仿真值与试验值比较在模型建立、加载工况及约束条件合理的情况下，位置应变片节点编号试验值仿真值相对误差除局部受力复杂点以外，