基于FKM的某型转向架轴箱静强度评估

针对某型轨道车辆运行过程中转向架轴箱端盖表面易产生裂纹的问题,根据EN13749标准规定载荷,计算得到轴箱的静强度工况,对轴箱端盖进行仿真计算,并基于FKM准则对仿真结果进行评估。结果表明,在标准规定载荷下端盖最大应力超过屈服极限,进入塑性变形阶段,应力最大的位置位于端盖螺栓孔与端盖体的过渡区域。分析结果表明端盖应力过大的主要原因是螺栓预紧力过大;根据FKM准则计算出了轴箱端盖的主应力和各工况利用度,并提出了采用提高材料屈服强度和降低螺栓预紧力相结合的优化方案。     

风力发电机组偏航系统联接螺栓强度分析方法研究

基于有限元法对某MW级风机滚动式偏航系统联接螺栓静强度和疲劳强度分析方法进行研究。首先将偏航系统的力学模型进行简化,建立了偏航系统有限元模型,然后根据GL规范对螺栓进行静强度和疲劳强度计算;为考虑螺栓紧固过程中预紧力分散影响,提出了一种最小预紧力加外载计算应力增量的分析方法,同时充分考虑轴承滚子刚度对螺栓受力的影响,并分析联接面的接触状态及对螺栓受力的影响规律,对风电系统联接螺栓强度的精确计算有积极的指导意义。     

某变轨距动车组转向架轴箱可靠性分析

利用大型有限元仿真软件ANSYS建立了一种变轨距动车组转向架轴箱的有限元模型,介绍了该型转向架轴箱的结构特点及其转臂定位方式,根据转向架的设计技术参数计算了轴箱承受的相关载荷,依据欧洲标准BSEN13749∶2011制定了轴箱的载荷工况,并对轴箱静强度和疲劳强度进行评估并分析预测轴箱可能出现疲劳破损的位置。结果表明:轴箱的静强度和疲劳强度均满足标准要求,轴箱结构安全可靠。     

30t大轴重机车转向架轴箱体的设计

介绍了30t大轴重机车转向架轴箱体的设计,分析了轴箱体各部分结构功能特点。依据UIC615-4为载荷标准,确定了在计算分析时的载荷,并利用ANSYS Workbench计算了轴箱体静强度,用Goodman图校核了疲劳强度,计算分析结果表明,轴箱体的静强度及疲劳强度均满足要求。     

复荷载单边止挡轴箱的结构强度评估

依据UIC 615-4及EN 12082规范,对某机车车辆有限公司出口南非的机车转向架轴箱进行载荷分析,确定了其在计算分析时的载荷工况,利用ANSYS有限元分析计算了该轴箱在超常载荷和运营载荷下的静强度指标,用Goodman图校核了疲劳强度。计算分析结果表明:轴箱静强度和疲劳强度均满足要求,该转向架轴箱安全可靠。     

考虑支撑结构及螺栓连接的变桨轴承强度分析

针对MW级风电机组变桨轴承静强度与疲劳强度分析的问题,建立了考虑轴承支撑结构刚度及螺栓连接的"叶片-轴承-轮毂"整体等效有限元模型。变桨轴承等效模型中滚球与滚道接触采用非线性弹簧等效,弹簧刚度利用Herz理论进行计算,并将弹簧节点与滚道曲面采用刚性联接,模拟滚球与滚道的接触边界条件;轴承与叶片、轮毂的螺栓连接采用梁单元进行等效,两端分别与被联接零件刚性联接,模拟轮毂-轴承-叶片螺栓联接接触边界条件;模型中弹簧载荷即为滚球载荷,基于Herz接触理论将得到的滚球载荷转化为接触应力,并可以分析滚球接触角变化与套圈变形及应力。采用此模型并结合ISO标准可以在考虑支撑结构及螺栓连接的基础上有效地分析变桨轴承静强度及疲劳强度,并且减少大规模接触计算,提高了计算效率。     

一种基于VDI2230的轨道车辆轴箱螺栓联接强度评估方法

针对目前轨道车辆在重载、快捷化产品设计过程中轴箱螺栓联接强度评估的问题(由于轴箱体和前盖之间存在间隙,前盖螺栓孔位置处刚度较弱,在预紧过程中将产生附加弯矩,进而影响轴箱的使用安全),以某轨道车辆转向架轴箱为例,基于最新VDI2230标准第二部分中规定的内容进行螺栓有限元建模,并采用第一部分规定的方法进行螺栓联接强度评估。结果表明,借助有限元分析软件,可计算复杂装配情况下螺栓预紧力损失量和预加载荷变化量,进而进行螺栓联接强度评估。     

大功率柴油机连杆螺栓疲劳强度分析

柴油机连杆螺栓在工作过程中承受螺栓预紧力及拉伸载荷,其刚度和强度决定了连杆能否正常工作。通过建立考虑螺栓螺纹细节的连杆大头部分的装配模型,利用有限元方法对其进行了刚度及静强度分析。在此基础上,对分析结果编制后处理程序,绘制螺栓材料的疲劳Goodman曲线,对螺栓进行了疲劳强度评定。分析结果表明:螺栓的刚度、静强度及疲劳强度均满足使用要求;最大当量应力出现位置在第一级螺纹上,疲劳破坏最危险位置出现在螺栓头部和杆身圆角过渡处。在静强度及刚度满足要求的前提下,使用疲劳强度分析方法更适合找到螺栓失效的位置,为螺栓设计提供参考。     

高速车轮非圆化磨耗对轴箱端盖异常振动影响初探

国内现有某高速列车在运营一段时间后,轴箱端盖的连接螺栓经常发生松动现象。为寻找轴箱端盖螺栓松动的原因,分别对车轮表面磨耗状态及列车关键部件振动特性进行测试,系统地分析轴箱显著频率振动与车轮非圆化磨耗之间的相关性;根据车轮多边形及关键部件的振动特征,对轴箱端盖和一系减振器进行模态测试,对轮对和构架进行有限元模态分析,并通过观察轴箱振动显著频段内轴箱端盖变形,初步分析了轴箱端盖螺栓易松动的原因。结论如下：轴箱振动能量主要集中在314～372 Hz和514～600 Hz的频率范围内,该频率段分别对应车轮的11～13阶多边形磨耗和18～21阶多边形磨耗产生的激励频率范围。轴箱在314～372 Hz的振动显著频率与减振器在221～436 Hz的固有模态群相互耦合,轮对和构架在514～600 Hz的固有模态群相互耦合,这两种模态耦合关系是导致轴箱端盖异常振动,后期发展为螺栓松动的主要原因。     

高速列车车轮多边形对轴箱的影响分析

为分析高速列车轴箱端盖脱落的原因,建立了轴箱端盖的有限元模型,通过模态分析得到了580Hz的固有模态,并依据模态试验验证了模态分析结果。经过和线路试验数据对比发现该固有频率和20阶多边形的激励频率很接近,针对这一情况应用多体动力学软件建立了包含轴箱和端盖的车辆动力学模型并对轴箱端盖的振动特性进行分析。结果表明:端盖处的加速度要远远大于轴箱体上的加速度,结合频谱分析可以确定轴箱端盖处发生了共振,激烈的振动会使预紧力下降,当预紧力下降到2.5kN螺栓发生松动。上述结论与试验结果一致,并且根据测力螺栓的和端盖的试验数据可以发现随着螺栓预紧力的下降端盖的振动更加剧烈。本研究确定了引发高铁轴箱端盖掉落的根本原因,对于高铁车辆的安全运行有一定的指导借鉴意义。