萬向軸保護(hù)架強(qiáng)度分析

王 儉

中車長春軌道客車股份有限公司

萬向軸保護(hù)架強(qiáng)度分析

王 儉

中車長春軌道客車股份有限公司

根據(jù)萬向軸保護(hù)架的三維實體模型，利用Hypermesh軟件建立了保護(hù)架的有限元模型，借助ANSYS軟件對其進(jìn)行了靜力分析，驗證了保護(hù)架強(qiáng)度的安全性。

保護(hù)架；強(qiáng)度；有限元

鐵路是國家重要基礎(chǔ)設(shè)施、國民經(jīng)濟(jì)大動脈和大眾化交通工具，對我國社會經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展和國防起著不可替代的全局性支撐作用。為了滿足列車高速運行時的動力學(xué)性能,高速動車驅(qū)動裝置多采用體懸或架懸的結(jié)構(gòu)方式,需要采用聯(lián)軸器以適應(yīng)輪對的自由運動[1]。為了避免萬向軸斷裂造成其它危害，在萬向軸附近安裝保護(hù)架以進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)。本文利用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)，計算了是由鋁合金板材構(gòu)成的保護(hù)架強(qiáng)度，對結(jié)果進(jìn)行分析以驗證保護(hù)架是否可以保證行車安全。

一、保護(hù)架強(qiáng)度計算方案設(shè)計一

新方案中保護(hù)架主體結(jié)構(gòu)彎梁所用材料為6082-76，泊松比為0.33，屈服強(qiáng)度為260MPa,極限強(qiáng)度為310MPa；其余部分材料均為Q345，泊松比為0.29，屈服強(qiáng)度為345MPa，極限強(qiáng)度為470MPa。

二、工況說明（如圖1）

工況1:齒輪箱端斷裂(加載位置:1和3)。

工況2:齒輪箱端斷裂(加載位置:2和4)。

工況3:電機(jī)端斷裂(加載位置:3)。

工況4:電機(jī)端斷裂(加載位置:4)。

圖1

靜力計算結(jié)果如圖2所示。

圖2 靜力計算結(jié)果圖

結(jié)果表明在工況B-2載荷作用下，結(jié)構(gòu)仍處于彈性狀態(tài)。

三、結(jié)論

本文通過對萬向軸保護(hù)架的強(qiáng)度進(jìn)行了分析。靜力計算結(jié)果表明：最大等效塑性應(yīng)變只有0.5%，表明在工況A-2載荷作用下，結(jié)構(gòu)只有很小部分進(jìn)入塑性狀態(tài)，不至于發(fā)生斷裂。保護(hù)架各工況載荷下，結(jié)構(gòu)均沒有達(dá)到塑性狀態(tài)，結(jié)構(gòu)安全。以上結(jié)論表明，當(dāng)萬向軸斷裂垂向及橫向撞擊保護(hù)架時，部分工況下，結(jié)構(gòu)小部分會進(jìn)入塑性狀態(tài)，但保護(hù)架總體仍然在安全范圍以內(nèi)，不至于發(fā)生斷裂。

[1]羅赟,金鼎昌.架懸機(jī)車驅(qū)動裝置懸掛參數(shù)規(guī)律的研究[J].中國鐵道科學(xué),2007,28(4):36-42.LUO Yun,JIN Ding-chang.Research on the Rules of Sus-pension Parameters to Driving Equipments Suspended inBogie Frames[J].China Railway Science,2007,28(4): 36-42.