動車組車下制動模塊框架靜強度及聯接螺栓非線性有限元分析

李成濤

【摘要】基于EN12663-2010標準規定的載荷工況同時考慮螺栓預緊力的作用，對某動車組車下制動模塊框架及螺栓進行靜強度的非線性有限元分析，提取各計算工況的接觸面上的摩擦力和接觸壓力并計算抗滑性比例系數，實現螺栓接觸面的抗滑性分析，為發現設計中的薄弱位置、優化設計結構提供一定參考價值。

【關鍵詞】動車組；靜強度；非線性；抗滑性

1、引言

隨著動車組運行速度的不斷提高，動車組車下吊裝設備框架及聯接螺栓承受的載荷越來越復雜，動車組車下吊裝設備的安全性、可靠性越來越受到人們的關注。目前動車組車下吊裝結構的設計往往憑借設計師的經驗和參考國內外類似的結構，在設計初期采用有限元仿真的方法，對車下吊裝設備框架結構及螺栓進行靜強度仿真分析，指出設計中的薄弱位置，預防強度失效事故的發生，這對于動車組的設計、制造、檢修具有重要意義。本文以某動車組車下制動模塊為研究對象，基于EN12663-2010標準中規定的載荷工況，同時考慮螺栓預緊力的作用，對制動模塊框架及螺栓進行接觸非線性有限元分析，提取各工況接觸面上的摩擦力和接觸壓力并計算抗滑性比例系數，實現螺栓接觸面的抗滑性分析。

2、接觸非線性分析技術

兩個物體的接觸基本分為剛體—柔體的接觸、柔體—柔體的接觸。接觸分析在有限元模型中是通過接觸單元來實現的，常見的接觸單元有面—面接觸單元、點—面接觸單元、三維線—線接觸單元、線—面接觸、點—點接觸單元[1]。……