转向架轴箱弹簧及轮对结构分析CRH2动车组轮对与轴箱弹簧CADCAE设计.docx
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转向架轴箱弹簧及轮对结构分析CRH2动车组轮对与轴箱弹簧CADCAE设计
动车组设计大作业
CRH2动车组轮对与轴箱弹簧CAD/CAE设计
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日期:
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日期:
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摘要:
在我国,铁路是国家的重要基础设施、国民经济的大动脉和大众化交通工具,在交通运输行业中起着主导性作用。
随着时速200km/h高速动车组的引进,如何评价引进动车组的安全性、可靠性等成为十分紧迫和重要的问题。
对于高速动车组而言,转向架的重要性更是不言而喻。
转向架是铁路车辆的基本零件之一,其性能直接关系到铁路车辆的安全性、稳定性和可靠性。
论文以CRH2动车组轮对与轴箱弹簧为研究对象,并建立其有限元模型。
按照UIC标准,应用solidworks对其进行CAD/CAE设计分析。
CRH2动车组拖车转向架基本参数
项目
规格
设计最高速度/km/h
250
营业最高速度/km/h
200
额定轴重/kN
137.2(14t)
满员时最大轴重(200%定员/kN)
156.8(16t)
编组能通过的最小曲线半径/m
180
转向架转角/度
4.0
轴距/mm
2500
车轮直径/mm
860
关键词:
solidworks轮对轴箱弹簧CAD/CAE
轮对的CAD/CAE分析
车轴的CAD/CAE分析
1、问题描述
在国际上,机车车辆车轴结构设计主要采用两种设计方法:
1、日本工业标准JISE450l一1995《铁道车辆一车轴强度设计方法》2、国际铁路联盟标准UIC515—3/1994《铁道车辆/转向架一走行部/车轴计算方法》或欧洲标准EN13103—2002《轮对和转向架/非驱动车轴——设计方法》和EN13104—2002《轮对和转向架/驱动动车轴——设计方法》
拖车转向架用轮对由车轴、车轮(也带有制动盘—简称轮盘)、轴制动盘(简称轴盘)及轴承构成。
车轴:
采用空心车轴(φ60mm通孔),车轴表面实施高频淬火。
车轮:
采用整体碾钢车轮,磨耗型踏面。
车轮直径新制时为860mm,最大磨耗时为790mm。
轮盘:
锻造。
轮盘外径为725mm(有效外径720mm),组装时的厚度为133mm。
轴盘:
轴盘由压装在车轴上的轮毂和通过螺栓安装在轮毂的制动盘构成,仅安装在拖车转向架用的车轴上。
2、CAD设计(CAD零件工程图)
车轴的建模过程:
拉伸轴身→切轴颈→切防尘板座→切轮座(切轴身)→倒角→镜像→完成
车轴零件图:
车轴造型图:
车轴工程图:
见附录1:
3、CAE设计
1.受力分析
根据欧洲EN13104对车轴进行计算:
对CRH2动车组,车辆重心到轴中心线高:
=1055mm,轴颈中心距2b=2000mm,一根车轴的簧上质量
=12.4t(其中g=9.8N/kg)
以上各式中ml近似为轴箱簧上质量,F1和F2分别为左右轴盘的质量,F11和F22分别为左右轮盘的重量,y1和y2分别为左右轴盘中心与左侧轴颈的垂直距离。
以上参数的取值见表3,各种载荷的计算结果见表4。
表3CRH2动车组拖车车轴参数取值
kg
mm
mm
mm
mm
mm
mm
12400
1055
1000
747
430
393
1093
表4CRH2动车组拖车车轴载荷计算结果,单位:
KN
2.1
2.1
2.2
2.2
87.2
64.7
42.5
21.3
95.7
54.9
2.应力分析
1)前处理:
A.定类型:
静态分析
B.画模型:
C.设属性:
合金钢
D.分网格:
2)求结果:
A.添约束:
B.加载荷:
C.查错误:
载荷列表后进行检查。
D.求结果:
进行有限元分析
3)后处理:
A.列结果:
列约束反力
B.绘图形:
绘制变形图、应力图和外边界路径图
位移图
应变图
应力图
C.显动画:
显示变形动画和应力动画
D.下结论:
运行结果与受力分析结果比较,相差不大,结果可信。
3.
强度评价
CRH2动车组拖车车轴材料S38C,采用高频淬火热处理和滚压工艺,根据JISE4502取车轴的疲劳许用应力为147MPa,可见,按照日本标准,该车轴满足设计要求。
经分析,车轮受力最大处符合强度评价准则。
车轮的CAD/CAE分析
一、问题描述
车轮是轮对的重要组成部分,其疲劳强度直接关系到动车组运行的安全性、可靠性、稳定性等,故动车组车轮需进行车轮静强度、动强度和轮轴过盈配合强度等3个方面的分析。
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- 关 键 词:
- 转向架 轴箱 弹簧 轮对 结构 分析 CRH2 车组 CADCAE 设计