货车F型车钩强度非线性有限元仿真分析.pdf

《货车F型车钩强度非线性有限元仿真分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第35卷第1期大连交通大学学报Vo1．35No．1JOURNALOFDALIANJIAOTONGUNIVERSITYFeb．2014文章编号：1673—9590(2014)01—0024—05货车F型车钩强度非线性有限元仿真分析薛俊谦，魏鸿亮，王悦东，兆文忠(1．大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028；2．中国北车集团齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司大连研发中心，辽宁大连116052；3．大连交通大学交通运输学院，辽宁大连116028)爿÷摘要：对F型车钩零部件进行了三维实体建模，然后在基于车钩不同材料试验数据基础上采用了装配分析、接触非线性分析以及材料非线性分析三者于一体有

2、限元分析技术对其进行了强度分析．最后给出了车钩在拉伸工况下的应力状态，其结果显示应力较大部位很好地吻合了车钩在实际运用中破坏的状况，进而为车钩设计、改进和检修提供了非常有价值的理论依据．关键词：F型车钩；装配体；接触；材料非线性；有限元仿真分析文献标识码：A0引言对于车钩装配体各零部件之间力的传递通过定义接触对来实现，不仅可以得到更符合实际受力状随着铁路货物运输向高速、重载方向的发展，态的应力状况，而且还可以清晰的得到每个零部作为货车主流产品的F型车钩，在运用过程中出现件的应力状态．对于车钩采用材料非线性技术，使了像钩体裂纹和钩舌折断等严重的故障．这不仅缩短了车钩的使用寿命，造成了巨

3、大的经济损失，而得更加真实地反映出车钩运用过程中随着外载荷且还直接影响到列车的运行安全，特别是给客货混的增加车钩材料应力不能持续增加而发生塑性变跑的线路安全构成了严重的威胁．车钩裂纹、折断形的过程．这种采用装配分析法、接触分析法以及等故障主要由车钩局部存在应力集中或缺陷引起，材料非线性分析法三者融于一体的有限元分析技所以如何解决这些难题保证其安全性正是本文的术，尽管计算规模和计算难度加大了许多，同时也出发点．于兆华等¨分别对钩舌和钩体做了线性分对软硬件提出了更高的要求，但其结果能够更好析，管艳华等单独对钩舌做了线性分析，李晓慧的模拟出车钩在实际运用过程中的受力状态，找等单独对钩舌做了

4、线性分析，刘敬刚等单独对出了车钩应力较大的位置，得出较可靠的应力分钩舌做了线性分析，苗伟明等做了钩舌与钩体的布区域，这对于提高车钩装置的可靠性防止破坏装配分析，对钩舌的横向力做了人为强制固定约束故障的发生，提供了较实用的技术参考。且采用的是线性强度分析．现有的车钩强度有限元仿真分析文献几乎都1车钩装配体分析是将车钩某个或某几个部件单独取出来，按照最1．1车钩装配体分析法和接触法的整合应用理想的状况人为强加约束且均是采用线性强度分以前对车钩零部件的有限元仿真分析，仅仅析方法．为了改善以上有限元仿真的不足，本文将是将其某个或某两个部件取出来进行建模分析，车钩所有的受力部件做了完整的建模，

5、并进行了模型的精准装配，装配体各部件间通过建立接触而对于部件与部件之间的相互作用则通过接触边对传递相互作用力，没有人为地引进任何强制约界上的已知力或位移来考虑J．这种处理方式只束，并采用材料非线性技术对其进行有限元分析．有在车钩零部件刚性较大而变形很小的前提下才米收稿日期：2013-03-01基金项目：铁道部科技计划资助项目(2012G002—11)；辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划资助项目(LJQ201352)作者简介：薛俊谦(1985一)，男，助教，硕士，主要从事车辆CAD／CAE及其关键技术、焊接疲劳的研究E—mail：dlxuejunqian@126．corn．第1期薛俊谦

6、，等：货车F型车钩强度非线性有限元仿真分析是合乎实际运用状况地．当过于理想地忽略部件成零部件的建模及装配过程．间刚性小而变形大这个因素时，就会产生一定的F型车钩具有闭锁、开锁、全开三种作用形分析偏差，从而使得结果失真．但是装配体分析法态，即三态作用．本文以车钩拉伸工况下的受力状和接触法的成功应用可以解决上述人为地引入过态作为主要研究对象，所以依据车钩在闭锁时各约束而致使结果失真的难题．所谓装配体分析法零部件的受力位置关系构建出车钩装配体几何模和接触法整合应用是指将车钩所有受力部件进行型．为了准确地模拟车钩在实际工况下的受力状建模并完成精准装配，然后对装配体全部可能接态，建立模型时将相

7、互配合的另一组车钩也包括触受力的部位间建立相应的接触对，以模拟车钩在内．两车钩对拉装配体如下图2．零部件间真正的接触位置及受力面积并进行自动调整的过程．尤其是处理一些位移或力边界条件复杂及一些必要地相互作用影响严重的部件，这种整合的方法更能发挥出其优势．本文首先是通过三维实体造型软件构造出钩舌、钩体、锁铁以及销轴实体模型，并利用其装配模块完成各零部件图2车钩对拉装配体的精准定位J．其装配模块包括匹配约束、对齐约束、插入约束、同轴约束、相切约束及坐标约束3车