【摘要】： 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,鐵道線路結(jié)構(gòu)和機車車輛逐步向高速重載化方向發(fā)展,這對大型養(yǎng)路機械的技術(shù)要求愈來愈高。相應(yīng)的,在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對大型養(yǎng)路機械的結(jié)構(gòu)強度尤其是承載的主要關(guān)鍵部件底架的結(jié)構(gòu)強度也提出了更高的要求,底架的結(jié)構(gòu)性能對整車的性能有著重要影響。所以底架的結(jié)構(gòu)強度分析是大型養(yǎng)路機械設(shè)計和開發(fā)過程中相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)。 采用有限元分析技術(shù)對車輛底架進行工程分析是車輛機械設(shè)計領(lǐng)域重要的研究課題之一。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,有限元模擬越來越成為解決底架結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的重要手段。通過數(shù)值模擬,可以全面地了解底架在各個工況下的應(yīng)力、應(yīng)變分布及振動頻率,給設(shè)計者提供結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)依據(jù),從而提高設(shè)計質(zhì)量,縮短設(shè)計周期和降低設(shè)計成本。 本文以鐵路大型養(yǎng)路機械之一的某型號散料自動裝卸運輸車的底架為研究對象,結(jié)合該底架的結(jié)構(gòu)特點和總體設(shè)計要求,應(yīng)用通用有限元軟件ANSYS,建立了底架的有限元分析模型。在此模型的基礎(chǔ)上首先進行了靜態(tài)性能分析,分別采用梁單元和殼單元對底架進行離散,并簡要對比了梁單元和殼單元的各自優(yōu)劣性,并以殼單元作為最終選擇的單元類型進行底架的有限元計算分析,得出了底架的靜強度計算結(jié)果以及散料自動裝卸運輸車在最大聯(lián)掛速度行駛、滿載快速傳料輸送、緊急制動三種典型工況下的動強度計算結(jié)果。通過對應(yīng)力、應(yīng)變云圖分析得出了底架強度略有不足的分析結(jié)論,為后續(xù)結(jié)構(gòu)改進提供了必要依據(jù)。同時,本文還建立了底架動態(tài)有限元模型,分析得出了底架的約束模態(tài)和自由模態(tài),得到了底架前十階固有頻率及振型,分析結(jié)果(特別是第一階固有頻率)為后續(xù)進一步的改進工作奠定了基礎(chǔ)。 本文還建立了底架鋼結(jié)構(gòu)梁的應(yīng)力、應(yīng)變測試系統(tǒng),通過對比分析試驗手段得到的測試點的應(yīng)力值與有限元仿真結(jié)果,可知二者數(shù)據(jù)基本吻合,從而表明文中建立的底架有限元模型是合理的,分析結(jié)果是正確的,說明有限元計算方法是有效的和可靠的,所得結(jié)果可用于指導(dǎo)底架設(shè)計的改進和性能分析。參照有限元計算結(jié)果,針對底架的動強度不足問題對其結(jié)構(gòu)做了相應(yīng)的改進,提出了合理、有效的改進方案,使危險工況下的應(yīng)力值大幅下降,并使得底架的動態(tài)性能也有所改善,滿足了廠方對散料自動裝卸運輸車底架較高的強度要求。
【圖文】：

2.1散料自動裝卸運輸車結(jié)構(gòu)概述散料自動裝卸運輸車的基本結(jié)構(gòu)是由X3TEU型長大集裝箱平車、物料儲運箱、旋轉(zhuǎn)拋料機構(gòu)和驅(qū)動電機等組成，如圖2.1所示。其中長大集裝箱平板車承載著物料儲運箱、旋轉(zhuǎn)拋料機構(gòu)以及驅(qū)動電機等全部構(gòu)件和全部負載。由于平板車是直接選用標(biāo)準的鐵路平板車，其性能和強度易于保證;而位于其上的物料儲運箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且全部物料承裝在物料儲運箱中，并由其內(nèi)部的鏈條式傳送帶將物料傳送至拋料機構(gòu)，而鏈條式傳送帶附著在物料儲運箱底架上，底架是由九根橫梁和三根縱梁組成，結(jié)構(gòu)和受力都較為復(fù)雜，因此底架的強度問題就成為散料自動裝卸運輸車結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵問題。圖2.1散料自動裝卸運輸車外觀2.1.1底架設(shè)計的基本要求底架的功用是作為物料承載基體，承受物料載重以及物料傳送過程中傳給底架的各種力和力矩。在進行底架設(shè)計時，，必須使其滿足以下的基本要求:(l)具有足夠的強度，保證散料裝卸運輸車在任何工況下，底架的主要零部件不因受力而破壞。(2)具有足夠的抗彎剛度

圖2.2整車參數(shù)圖(3)底架縱、橫梁截面形狀及尺寸[‘7]鋼的材料為冷拔無縫異型鋼管，通過焊接而成(GB/T3094一1982)，16Mn屬于低合金結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能、低溫沖擊韌度、冷沖壓、切削加工性、焊接性能等;該鋼在熱軋或正火狀態(tài)下使用，正火狀態(tài)具有較好塑性、沖擊韌性、冷壓成形性能。廣泛用于受動載荷作用的焊接結(jié)構(gòu)，如橋梁、車輛、船舶、管道、鍋爐、大容器、油罐、重載機械設(shè)備、礦山機械、電站、廠房結(jié)構(gòu)、一40℃的低溫壓力容器等。其力學(xué)特性見表2.2:表2.216Mn力學(xué)特性牌牌號號抗拉強度度屈服點點伸長率率
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH242

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 付光志;我國大型養(yǎng)路機械的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];鐵道標(biāo)準設(shè)計;1999年11期

2 李玉娟;超重型汽車車架靜動態(tài)應(yīng)力的有限元分析[J];汽車工程;1989年01期

3 紀愛敏 ,羅衍領(lǐng) ,彭鐸 ,於磊 ,張培強;QY35K型汽車起重機車架的有限元分析[J];起重運輸機械;2003年10期

4 高衛(wèi)民,王宏雁;汽車結(jié)構(gòu)分析有限元法[J];汽車研究與開發(fā);2000年06期

5 鄭中立,宋慧京,何姍;大型養(yǎng)路機械的技術(shù)引進與國產(chǎn)化[J];中國鐵路;2004年10期

6 趙永翔;鐵道車輛結(jié)構(gòu)強度可靠性和安全性技術(shù)展望[J];鐵道學(xué)報;2003年02期

7 黎西亞,李成剛,胡于進;車架有限元分析技術(shù)發(fā)展綜述[J];專用汽車;2001年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張宏偉;客車車身結(jié)構(gòu)有限元分析[D];大連理工大學(xué);2006年

2 王存杰;大型散裝物料半掛運輸車有限元分析及改進[D];廣西大學(xué);2006年

3 陳德玲;YBL6100C43aH客車車架有限元分析與試驗研究[D];南京理工大學(xué);2003年

本文編號：2664578