手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
動車組是由若干動力車和拖車或全部由動力車長期固定連掛在一起組成的車組。動車組的關鍵部件是轉向架，它支承車體并使之在軌道上運行，其中構架是轉向架的骨架，是安裝各種零部件的載體，承受和傳遞垂向力、水平力和扭矩等。為實現車輛的高速化，動車組采用了輕量化的焊接轉向架構架。隨著列車速度的不斷提高，線路固有頻率范圍加寬，而轉向架構架自重不斷減輕，其固有頻率降低，這樣就導致構架的低階彈性振型有可能處于線路的激擾范圍之內，從而使構架的某些部位產生較大的動態變形。因此，轉向架焊接構架的疲勞可靠性問題已成為一個迫切需要解決的問題。
世界各發達國家十分重視機車車輛關鍵構件的疲勞可靠性問題。北美鐵路協會通過大量的調查研究和試驗研究，在AAR標準中規定了車輛承載構件的疲勞試驗標準。西歐各國則根據焊接結構的實際特點，制定了與實際較為接近的UIC標準。日本鐵路部門對疲勞設計方法進行了深入的試驗研究，提出了日本鐵路軌道疲勞設計方法，并頒布了JIS規范。我國鐵路線路條件與歐美、日本鐵路有著較大差別，確定符合我國線路實際運營狀況的疲勞設計載荷，也就是找到符合我國線路運營條件的動載荷系數，是正確使用設計規范進行可靠性設計的前提和基礎。
針對CRH2動車轉向架焊接構架，采用模擬計算和線路實測兩種手段得到構架上關鍵部位的等效應力，并依據JIS E 4207規范(鐵路車輛-轉向架-轉向架構架設計通則)對該構架進行了靜強度和疲勞強度的有限元分析評估。
CRH2轉向架構架采用焊接結構，構架的主體框架在水平面內呈H形，由兩側梁、橫梁及空氣彈簧支承梁等構成，如圖所示。動車轉向架質量為7364 kg，空氣彈簧橫向跨距為2460 mm，最大軸重為16.0 t(200%定員)，彈性定位節點剛度在橫向和縱向分別為5.49 MN/m和13.7 MN/m，軸箱彈簧垂向剛度為1.244 MN/m。
綜合考慮整個構架的計算量、計算精度及構架結構的實際情況，選用10節點二次實體單元Solid92，采用HYPERMSEH和ANSYS軟件對構架整體進行有限元離散和計算。網格數量決定了計算結果的精度和規模，權衡網格數量與精確度兩者的關系，最終離散出的節點數為356310，單元數為180 307。離散模型的質量與實際結構質量十分接近。
對于邊界條件，采用全約束彈簧單元Combin14。另外，考慮到牽引電機和制動時電機質心、制動力作用點的位置，采用梁單元Beam188進行模擬。
構架強度評價標準動車組構架的強度設計，依據日本JISE 4207標準進行。該標準規定了設計上的通用條件，分為載荷條件、強度設計條件、結構設計條件及剛性設計條件。其中載荷條件分為靜態載荷和動態載荷，強度設計條件分為應力計算及許用應力。
靜載荷條件。靜載荷條件是指車輛在停止狀態下轉向架構架所承載的載荷。主要由一個轉向架所承載由車身質量所產生的載荷、一個轉向架所承載的由裝載質量所產生的載荷、由轉向架構架及轉向架構架部件的質量所產生的載荷組成。
動載荷條件。動載荷條件是指車輛在運行狀態下，轉向架構架所承受的載荷，分為靜載荷與附加系數的積所表示的載荷以及安裝部件的特性所決定的載荷(需要考慮線路條件及車輛的實際振動和預測振動的大小)。
專業從事有限元分析公司│有限元分析│CAE分析│FEA分析│技術服務與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.qcqujiaquan.com，轉載請注明出處和相關鏈接！