crh2型電力動車組大作業(yè)

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1、CRH2動車組輪對與軸箱彈簧CAD/CAE設(shè)計班級：車輛1001班姓名：李素乾學(xué)號：2010036022013年12月20日CRH2型電力動車組，是中華人民共和國鐵道部為國營鐵路進行第六次提速及建造中的高速客運專線鐵路，向川崎重工及中國南車集團四方機車車輛股份有限公司訂購的高速列車車款之一。中國鐵道部將所有引進國外技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)的中國鐵路高速（CRH）車輛均命名為“和諧號”。CRH2系列為動力分布式、交流傳動的電力動車組，采用了鋁合金空心型材車體。CRH2轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點為：1、采用無搖枕H型構(gòu)架2

2、、采用輕量、小型、簡潔的結(jié)構(gòu)3、采用小輪徑（直徑860mm）的車輪以減少簧下重量4、采用內(nèi)孔為直徑60mm的空心車軸，該內(nèi)孔同時有利于對車軸進行超聲波探傷5、軸箱采用轉(zhuǎn)臂式定位，軸箱彈簧采用雙圈鋼圓簧6、二系采用具有高度自動調(diào)節(jié)裝置的空氣彈簧，且其輔助風(fēng)缸由無縫鋼管制成的橫梁內(nèi)腔承擔(dān)7、采用抗蛇行減震器兼顧高速穩(wěn)定性和曲線通過性能8、采用單拉桿式中央牽引裝置傳遞縱向力9、動車轉(zhuǎn)向架上采用輕型交流異步電動機10、采用撓性浮動齒式聯(lián)軸式牽引電動機架懸式驅(qū)動裝置11、基礎(chǔ)制動裝置采用液壓缸卡鉗式盤形制動12、

3、全部車輪裝有機械制動盤（輪盤）13、拖車轉(zhuǎn)向架車軸上裝有機械制動盤（軸盤）14、利用踏面清掃裝置改善輪軌間運行噪聲和黏著狀態(tài)本文以CRH2動車組輪對與軸箱彈簧為研究對象，建立其有限元模型。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用Soidworks2012對其進行CAD/CAE設(shè)計分析。CRH2動車組轉(zhuǎn)向架基本參數(shù)項目參數(shù)最高試驗速度/（km/h）250運營速度/（km/h）200定員時軸重（100%定員）/kN137.2（14t）滿員時最大軸重（200%定員）/kN156.8（16t）一、軸箱彈簧的CAD/CAE分析（一）、

4、問題描述CRH2彈簧參數(shù)如下：（二）、軸箱內(nèi)彈簧的CAD/CAE設(shè)計1、軸箱內(nèi)彈簧的CAD設(shè)計內(nèi)彈簧的建模過程，采用三段直線掃描法。繪制三段直線→掃描下支撐圈→掃描有效圈→掃描上支撐圈→拉伸切除→完成如圖1.1所示圖1.1內(nèi)彈簧2、軸箱內(nèi)彈簧的CAE分析2.1軸箱內(nèi)彈簧剛度計算2.1.1、受力分析彈簧下端受到軸箱支撐面的支持力，上端施加1mm的位移，計算支反力即為彈簧剛度的大小。2.1.2、應(yīng)力計算（1）前處理：定類型：CRH2軸箱內(nèi)彈簧屬于靜態(tài)分析；畫模型：運用solidworks2012建立彈簧模型

5、；設(shè)屬性：設(shè)彈簧材料為合金鋼分網(wǎng)格：共15332個節(jié)點，8199個單元。結(jié)果如圖1.2所示。圖1.2軸箱內(nèi)彈簧網(wǎng)格劃分（2）、求結(jié)果添約束：在彈簧下端加固定幾何體約束。加載荷：在彈簧上端施加1mm的位移。結(jié)果如圖1.3所示圖1.3施加約束與載荷查錯誤：載荷列表后進行檢查。求結(jié)果：進行有限元分析.(3)、后處理列結(jié)果：列約束反力，如圖1.4所示圖1.4軸箱內(nèi)彈簧1mm位移下的合力下結(jié)論：軸箱內(nèi)彈簧的剛度為363N/mm.2.2軸箱內(nèi)彈簧強度計算2.2.1受力分析由上可知，內(nèi)彈簧的剛度為363N/mm,彈簧

6、所受載荷最大為28700.84N.所以彈簧上端所發(fā)生的最大位移為28700.84/363mm=79.066mm,分析時可簡化為一端固定，另一端發(fā)生79.066mm的位移。2.2.2應(yīng)力分析（1）前處理：定類型：CRH2軸箱內(nèi)彈簧屬于靜態(tài)分析畫模型：運用solidworks2012建立彈簧模型。設(shè)屬性：設(shè)彈簧材料為合金鋼分網(wǎng)格：共16063個節(jié)點，8652個單元。結(jié)果如圖1.5所示。（2）、求解添約束：在彈簧下端加固定幾何體約束。加載荷：在彈簧上端施加79.066mm的位移，結(jié)果如圖1.5所示。圖1.5軸

7、箱內(nèi)彈簧分網(wǎng)格、加約束、加載荷查錯誤：載荷列表后進行檢查。求結(jié)果：進行有限元分析.（3）后處理列結(jié)果：列約束反力。繪圖形：軸向彈簧加載后位移圖、應(yīng)力圖應(yīng)變圖如圖1.6、圖1.7、圖1、8所示圖1.6軸箱內(nèi)彈簧應(yīng)力圖圖1.7軸箱內(nèi)彈簧位移圖1.8軸箱內(nèi)彈簧應(yīng)變2.2.3強度評價（1）確定危險點：由分析結(jié)果可以得出，彈簧受到的最大應(yīng)力為12.049MPA，在彈簧端部。（2）校核強度：應(yīng)力小于TB/T1335-1996規(guī)定軸箱彈簧的材料的許用應(yīng)力340MPa，彈簧強度符合設(shè)計要求。（二）、軸箱外彈簧的CAD/

8、CAE設(shè)計1、軸箱外彈簧的CAD設(shè)計外彈簧的建模過程，采用三段直線掃描法。繪制三段直線→掃描下支撐圈→掃描有效圈→掃描上支撐圈→拉伸切除→完成如圖1.1所示圖1.1外彈簧2、軸箱外彈簧的CAE分析2.1軸箱外彈簧剛度計算2.1.1、受力分析彈簧下端受到軸箱支撐面的支持力，上端施加1mm的位移，計算支反力即為彈簧剛度的大小。2.1.2、應(yīng)力分析（1）前處理：定類型：靜態(tài)分析畫模型：運用solidworks2012建立彈簧模型。設(shè)屬性：設(shè)彈簧材