列车用排障器静动态特性分析及结构改进

为解决某货运列车用排障器支座出现开裂问题,开展了排障器静动态特性分析,并提出结构优化方案。首先,针对排障器几何模型进行合理简化,通过rigid单元模拟焊缝,建立排障器三维有限元模型并依据标准计算准静态力学响应,发现应力结果远低于材料许用值;进而开展排障器动态特性分析,得到前六阶固有模态振动频率及振型,结合单位载荷频率响应分析结果发现一阶固有频率与载荷激励频率接近,初步判断排障器失效属于振动失效。基于此,提出结构优化设计方案,优化后的排障器最大位移量减少了20.5%,最大等效应力降低了21.8%,一阶模态频率提高了61.3%,有效改善了排障器的结构性能,也为工程实际结构进行优化设计提供一定参考。

基于PSD法的电动轮自卸车车架随机振动疲劳寿命预测

针对国产首台载重达300 t的电动轮自卸车车架疲劳性能是否满足设计要求而开展数值分析研究,拟通过寿命预测评估车架疲劳可靠性。首先在MSC.Nastran中对车架进行模态和频率响应分析,获得模态中性文件和输入与结构应力之间的传递函数;再次,借助ADAMS建立整车刚柔耦合多体动力学模型,进行整车C级路面动力学仿真分析,输出车架随机载荷时间历程,并通过傅里叶变换计算其功率谱密度函数(PSD);最后,根据车架材料SN曲线,利用MSC.Fatigue中的Vibration模块进行振动疲劳寿命分析,得到车架危险点的寿命值满足设计要求,从而为后续开展车架可靠性设计和结构优化提供参考依据。