高速車輛剛?cè)狁詈蟿?dòng)態(tài)響應(yīng)及輪對(duì)疲勞壽命研究.pdf

1、本文以CRH2型高速動(dòng)車組拖車輪對(duì)為研究對(duì)象，運(yùn)用有限元分析、動(dòng)力學(xué)仿真和疲勞分析等多領(lǐng)域綜合分析的方法，對(duì)車輛的剛?cè)狁詈蟿?dòng)態(tài)響應(yīng)及輪對(duì)的疲勞壽命進(jìn)行研究?；谌嵝暂唽?duì)的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型仿真輸出用于輪對(duì)疲勞壽命研究的載荷時(shí)-間歷程。首先，用Solidworks建立輪對(duì)模型，用有限元軟件ANSYS建立輪對(duì)有限元模型并進(jìn)行輪對(duì)疲勞強(qiáng)度和模態(tài)等分析，校核輪對(duì)的疲勞強(qiáng)度并獲取輪對(duì)在動(dòng)載荷作用下的應(yīng)力分布，提取輪對(duì)的柔性體信息。其次，分別將輪對(duì)

2、視為剛體和柔體，借助SIMPACK動(dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)，建立高速動(dòng)車組CRH2拖車的剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型和剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型，從車輛運(yùn)行安全性和舒適性以及輪對(duì)自身的動(dòng)態(tài)特性等方面對(duì)兩種動(dòng)力學(xué)模型的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，輸出用于輪對(duì)疲勞壽命計(jì)算的載荷譜。最后，基于疲勞強(qiáng)度理論并結(jié)合有限元分析法用N-code軟件對(duì)輪對(duì)疲勞壽命進(jìn)行研究。
　　研究結(jié)果表明：首先通過有限元分析得到，輪軸以0.3mm的過盈量配合時(shí)產(chǎn)生的最大等效應(yīng)力為311.73M

3、pa，小于輪對(duì)材料的許允應(yīng)力，過盈配合能滿足裝配要求；車輪在直線、曲線、道岔三種工況下的強(qiáng)度滿足EN13979-1-2003中疲勞強(qiáng)度的要求；輪對(duì)的前6階振動(dòng)頻率為0，為剛體振動(dòng)；輪對(duì)在運(yùn)行過程中以車軸的一階彎曲為主振型，振動(dòng)頻率在200Hz以下。其次，通過動(dòng)力學(xué)仿真對(duì)比分析，將輪對(duì)考慮為柔體對(duì)車輛的運(yùn)行安全性和平穩(wěn)性影響很小，但輪對(duì)自身的動(dòng)態(tài)響應(yīng)影響顯著；柔性輪對(duì)的垂向振動(dòng)加速度和垂向輪軌力是剛性輪對(duì)的2倍，橫向振動(dòng)加速度和橫向輪軌力