高速列车齿式联轴器CAD/CAE一体化设计

为提高高速列车齿式联轴器的设计效率,优化设计结构,利用CAD/CAE技术开展了一体化设计。利用CAD软件对驱动装置进行三维设计及虚拟装配,并对驱动装置进行运动仿真分析,得到牵引电机在额定转速和最高转速两种运营条件下轮对线速度的大小;采用CAE软件对鼓形齿联轴器进行静强度分析及安全校核,以确保其服役安全性。结果表明,牵引电机在额定转速和最高转速下车轮线速度分别为243.3 km/h和349.1 km/h,满足高速运行条件;鼓形齿联轴器在平衡工况和最大角向位移工况下最大应力分别为391 MPa和403 MPa,满足安全运行的要求。提出的联轴器CAD/CAE一体化设计方法,为其结果优化提供了参考依据。

新型货车转向架螺旋弹簧三维有限元分析与疲劳寿命估算

基于三维有限元法建模,对转向架弹簧的刚度和支撑圈接触条件下的应力进行计算分析。结果表明:分析结果与静应力测试结果相近,转K2外簧静强度满足设计要求;支撑圈与相邻工作圈接触不仅使弹簧的最大应力有所增大,而且在加载过程中接触应力和最大应力随着支撑圈接触面积的变化而变化,因此在制造过程中应控制支撑圈的间隙。采用有限元法可快速获得弹簧的刚度和弹性特性曲线,克服了以往通过试验测试弹簧刚度所带来的周期长、费用高等缺点。弹簧疲劳寿命初步估算表明:不考虑弹簧强化处理的影响,弹簧的疲劳寿命约为2.55×106次;采用喷丸等强化处理工艺并在提高弹簧20%的疲劳强度情况下,弹簧的疲劳寿命为8.9×106次。

铁路货车变刚度弹簧组疲劳强度设计方法研究

根据不等高变刚度弹簧组的运用特点,提出采用“当量挠度法”对变刚度弹簧组进行疲劳强度设计的方法。利用弹簧的运用实践和相关标准,提出确定弹簧疲劳性能参数的经验方法,以两种货车转向架变刚度弹簧组为例,进行理论分析和试验验证。研究表明,文中提出的设计方法具有很好的可行性。

CAD/CAE/CAM技术在吊杆设计制造中的应用

首先详细介绍CAD/CAE/CAM技术在机械行业中的应用过程,然后通过206转向架吊杆的设计、校核和加工,探讨了该技术在铁道车辆零部件设计与制造中应用的可行性和使用过程.主要内容包括:应用CAD软件(Solidworks)完成吊杆的结构设计;运用软件CAE(ANSYS)对吊杆的结构进行有限元分析、强度校核和吊杆结构改进;应用CAM软件(CAXA)对吊杆结构进行模拟数控加工.分析表明,尽快在铁路车辆制造业中引入CAD/CAE/CAM技术势在必行.

货车螺旋弹簧疲劳寿命可靠性分析

通过对转８Ａ枕簧疲劳试验数据的统计分析及其强度的可靠性校核，找出了影响螺旋弹簧疲劳寿命的主要因素。借鉴国内外先进经验，确定了螺旋弹簧的可靠性指标。同时，针对影响弹簧寿命的主要因素提出了相应的意见和建议。

HXD3D机车轮轨滚动接触有限元仿真

为了研究兰州局HXD3D型机车在兰新线、兰青线高寒高原复杂线路上运行时出现的剥离、粘连、车轮不圆等问题,利用瞬态三维有限元方法进行了轮轨静态接触和轮轨滚动接触分析,揭示了车轮横移量、轴重等因素对轮轨滚动接触部位、轮轨接触等效应力的影响规律。计算结果表明:接触面积随横移量的变化曲线与接触斑横向长度随横移量的变化曲线有相同的变化规律,当轴重在一定基础上继续增加时,车轮踏面内外应力增长速度较慢,接触面积的增长速度较快。轮轨滚动过程中,随着轴重载荷的增加,车轮整体范围内所受等效应力随之增加且有明显的变化,钢轨所受等效应力变化很小。研究结果为减少镟修成本和保障机车安全运行提供了可靠的理论依据。

变刚度弹簧组系统优化设计

根据变刚度弹簧减振装置的运用特点,对其性能进行了分析研究,确定了变刚度弹簧组的性能参数及其与弹簧组中各弹簧性能参数之间的关系。从系统论的观点出发,将变刚度弹簧组中的各弹簧作为一个整体进行研究,以变刚度弹簧组中各弹簧的簧丝直径、弹簧中径及有效圈数为设计变量,以弹簧总质量最轻为目标函数,建立了满足静强度条件、疲劳强度条件、稳定性条件和安装条件,并能反映变刚度弹簧减振装置参数的变刚度弹簧组优化设计模型。采用有限元分析软件ANSYS中自带的优化设计模块中的一阶优化方法编制了APDL语言优化设计程序。以某铁路货车车辆变刚度弹簧组为例,进行了优化设计计算。实例分析表明,本文所提出的设计方法比传统设计方法简单易行、结果合理。

货车车轴疲劳寿命可靠性预测与分析

在近代结构疲劳寿命预测方法的基础上，运用可靠性理论导出了轴类构件疲劳寿命的可靠性预测公式，同时针对我国货车车轴的特点建立了一种检修周期与检修限度可靠性分析模型．并以我国货车RD2轴为例进行了疲劳寿命预测及检修周期与检修限度的分析，得到了令人满意的结果．

圆柱压缩螺旋弹簧三维静动态有限元分析与寿命预测

在充分考虑圆柱压缩螺旋弹簧的受力及结构特点的基础上,建立了比较符合实际的三维有限元计算模型,并对压缩螺旋弹簧进行了动静态有限元分析,获得了弹簧的刚度,进行了静强度校核、疲劳寿命估算和模态分析。分析结果表明,弹簧满足设计要求。

基于尺寸驱动的曲柄滑块机构优化设计

为了获得曲柄滑块机构的最优传力性能,通过对其工作原理分析,建立了曲柄滑块机构通用优化设计模型,基于尺寸驱动技术,利用SolidWorks软件平台建立了曲柄滑块机构参数化图解法模型,并提出了利用该模型进行优化设计方法.算例分析表明,优化方案的传力性能和结构紧凑性均得到了提高.

悬臂式掘进机回转机构虚拟样机优化设计

通过对悬臂式掘进机回转机构工作原理的分析,采用三维建模软件SolidWorks完成该机构的参数化虚拟样机创建,并通过在SolidWorks Motion中进行运动学及动力学仿真确定了回转力矩与摆角的关系.按照保证基本驱动载荷的条件下,稳定性尽可能好的原则,以最大回转扭矩与最小回转扭矩之差最小为目标函数,建立了回转半径、回转中心至油缸固定点距离、两油缸固定点间距、两油缸移动点和回转中心连线夹角共四个设计变量的回转机构优化设计模型。用SolidWorks软件平台上的优化设计模块完成了对实例的优化设计.结果表明,优化方案的稳定性和结构紧凑性均得到提高,说明该优化方法对悬臂式掘进机回转机构设计有一定指导意义。

下拉式机架三维有限元分析

在充分考虑下拉式机架的受力及结构特点的基础上,依据设计图纸利用三维CAD软件建立了机架的三维实体模型.为了确保计算的精确性,每个部件采用三维实体单元模拟,利用ANSYS软件对下拉式机架进行了有限元分析.分别讨论了预紧力单独作用和预紧力及工作载荷共同作用下机架的变形和应力,并进行了静强度校核,计算结果可作为改进设计的依据.

630t液压机工作缸动态有限元分析

采用有限元方法对630t液压机工作缸进行结构设计。得到了缸体内压按100次／分的频率在4～31．5MPa之间变化时一个周期内的应力分布云图及应力集中位置。根据分析结果，用第三强度理论对工作缸进行了强度评价。

出口巴基斯坦货车转向架构架静强度与疲劳试验研究

介绍了出口巴基斯坦货车转向架构架的结构特点 ,分别按TB/T13 3 5 -1996规范和AAR -M2 13 -81技术条件对其进行了静强度和疲劳强度试验。试验结果表明 ,构架的静强度满足TB/T13 3 5 -1996规定的标准 ,疲劳强度满足AAR -M2 13

车轴疲劳裂纹扩展寿命可靠性分析方法

首先对变幅应力下构件的疲劳裂纹扩展过程进行了研究 ;然后 ,考虑应力、强度等因素的分散性 ,应用Paris公式和可靠性理论 ,推导出变幅应力下构件疲劳裂纹扩展寿命可靠性计算公式 ,并进行了可行性验证 ;最后 ,利用此公式对RD2

双卷螺旋弹簧模糊可靠性优化设计

在传统设计方法的基础上 ,利用模糊可靠性理论和优化设计方法 ,建立了双卷螺旋弹簧模糊可靠性优化设计模型 .通过转 8A转向架摇枕弹簧的优化设计结果与原设计结果的对比分析表明 :本文所建立双卷螺旋弹簧模糊可靠性优化设计模型具有一定的合理性和实用性 .

基于选择逻辑的渐进结构优化方法研究

拓扑优化可以大大改善结构的性能或减轻结构的重量。按照渐进结构优化(Evolutionary Structural Optimization,ESO)思想,以应力为约束,提出了基于选择逻辑去除单元的ESO模型。基于ANSYS软件工作平台,阐述了优化软件实现的过程,用APDL命令编制了结构优化程序。用二维结构经典算例验证了方法的可行性,用三维结构优化算例验证了方法的通用性。

转K2弹簧组疲劳试验方案分析

在螺旋弹簧疲劳试验规范TB/T2211—91的基础上,对实际运行时转K2弹簧组的受力特点进行分析,提出了几种转K2弹簧组疲劳试验方案,并对其可行性进行了分析论证.

曲柄滑块机构设计的参数化图解法

为提高曲柄滑块机构的设计效率和设计精度,利用SolidWorks软件平台作为机构运动分析平台进行机构的变参数设计,提出基于尺寸驱动技术的参数化图解法,该方法在整个求解过程中,建模原理简明,参数调整简便直观,是机构设计计算的一种行之有效的方法。以曲柄滑块机构为例,建立适用于各种给定参数设计问题的参数化图解法模型,分析结果表明,使用该方法所得结果与解析法具有同等精度,并可获得最优设计方案,而且适用于复杂机构,便于工程实际应用。

地铁车辆车体结构设计方法研究

在TB/T1335-1996的基础上,归纳出了地铁车辆车体结构设计步骤及设计方法,并以某城市某条地铁线路使用的车辆车体设计为例,进行了分析计算.