新西蘭機車發運吊具結構的有限元數值模擬研究

 

    本次分析計算的機車發運吊具主要由橫向撐杆和縱向撐杆組裝而成。橫向撐杆由L50x50X6和L36X36X5的角鋼和鋼板焊接而成
；縱向撐杆由L70X5的角鋼和鋼板焊接而成
，材質均為Q235―A.車體吊銷的為圓柱型，吊裝時安裝在車體底架的吊裝位置
，材質為45號鋼。

 

    機車發運吊具和車體吊銷應能達到如下所述安全係數。（1）在108t載荷作用下，機車發運吊具的安全係數不小於1.8；（2）在27t載荷作用下，車體吊銷銷體的安全係數不小於1.6.表1列出了機車發運吊具及吊銷材料的基本力學特性：本文選用大型通用的集CAD/CAE/CAM於一體的軟件I-DEAS進行吊具和吊銷模型的建立以及有限元強度分析。

 

    2.1diaojumoxing。youyudiaojudehengxianghezongxiangchengganzhuyaoyoubutongxinghaodejiaoganghehoubanhanjieercheng，zaiyouxianyuanfangzhenmonishizhuyaocaiyongkedanyuanjinxingmoni，suoyijihejianmoshiduiyujiaogangjianlidejihemoxingshimian
，houbanjianlidejihemoxingshiti。duichengganfenbiejianlijihemoxingranhouzuzhuangzaiyiqi，chenggandejihemoxingru-4所示。

 

    由於吊具具有縱向及橫向兩個對稱麵，並且所受的載荷也是對稱的，因此取1/4結構進行有限元分析。采用殼單元和四麵體單元進行結構離散，共劃分111314個單元和70349個節點，網格劃分如所示。

 

    由其結構特點和力學性質可得：當取1/4結構進行有限元分析計算時
，約束施加在吊具結構的對稱麵上。

 

    2.2吊diao銷xiao模mo型xing。車che體ti吊diao銷xiao安an裝zhuang在zai車che體ti底di架jia相xiang應ying的de吊diao裝zhuang位wei置zhi
，用yong來lai吊diao裝zhuang機ji車che車che輛liang。所suo以yi取qu出chu底di架jia側ce梁liang吊diao裝zhuang的de相xiang應ying位wei置zhi和he吊diao銷xiao進jin行xing接jie觸chu模mo擬ni

，具ju體ti幾ji何he模mo型xing及ji有you限xian元yuan模mo型xing如ru、7所示：架裝配有限元網格載荷27t作用在鋼絲繩與其接觸的位置
；吊銷銷體與底架的接觸處設置接觸約束；在底架側梁取出的部分邊界設置固定約束。

 

    3.1吊具應力分析。經過有限元分析計算，機車發運吊具節點節點的*大Mises應力為129MPa，發生在端板與縱支承槽鋼的交接處，小於材料的許用應力131MPa，節點的Mises應力分布如
、9示。

 

    220MPa，發生在吊銷體與底架側梁接觸處

，小於材料的許用應力221MPa，節點的Mises應力分布如0所示。

 

    機車發運吊具節點Mises應(ying)力(li)雲(yun)結(jie)束(shu)語(yu)在(zai)機(ji)車(che)發(fa)運(yun)吊(diao)具(ju)設(she)計(ji)時(shi)，采(cai)用(yong)計(ji)算(suan)機(ji)仿(fang)真(zhen)模(mo)擬(ni)的(de)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)強(qiang)度(du)分(fen)析(xi)，可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)設(she)計(ji)成(cheng)本(ben)和(he)時(shi)間(jian)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)。由(you)於(yu)在(zai)實(shi)際(ji)機(ji)車(che)發(fa)運(yun)吊(diao)裝(zhuang)中(zhong)
，吊(diao)銷(xiao)和(he)吊(diao)具(ju)在(zai)檢(jian)測(ce)時(shi)有(you)裂(lie)紋(wen)出(chu)現(xian)


，所(suo)以(yi)采(cai)用(yong)有(you)限(xian)元(yuan)強(qiang)度(du)分(fen)析(xi)可(ke)以(yi)及(ji)時(shi)發(fa)現(xian)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)不(bu)足(zu)，並(bing)方(fang)便(bian)改(gai)進(jin)設(she)計(ji)方(fang)案(an)
，避(bi)免(mian)和(he)減(jian)少(shao)在(zai)機(ji)車(che)吊(diao)裝(zhuang)試(shi)驗(yan)中(zhong)出(chu)現(xian)失(shi)誤(wu)的(de)幾(ji)率(lv)。對(dui)於(yu)己(ji)有(you)吊(diao)具(ju)
，當(dang)載(zai)重(zhong)增(zeng)加(jia)時(shi)強(qiang)度(du)是(shi)否(fou)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)

，能(neng)否(fou)保(bao)證(zheng)吊(diao)裝(zhuang)安(an)全(quan)，也(ye)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)來(lai)實(shi)現(xian)強(qiang)度(du)的(de)校(xiao)核(he)。

 

    本文運用I-DEASyouxianyuanfenxiruanjianduixinxilanjichefayundiaojuhediaoxiaojinxingleyouxianyuanqiangdufenxi，fenxijieguobiaomingzaidiaozhuangshiqiyinglijunxiaoyuxuyongyingli，qiangdumanzuyaoqiu
，xingnengkekao。keyiweiyihoudejichefayundiaojushejitigong。