17型锻造钩尾框热弯曲成形过程数值模拟

介绍了17型钩尾框锻造工艺中弯曲工步的成形过程,应用PROE软件对钩尾框弯曲锻件进行三维实体造型,并用Deform-3D模拟软件对钩尾框弯曲成形过程进行了三维有限元分析,优化了钩尾框锻造工艺。模拟结果表明,优化后的钩尾框锻造工艺过程设计合理,工件能够良好成形,表明三维有限元分析在锻造行业具有一定的应用价值。

17号锻造钩尾框裂纹萌生寿命计算

采用有限元方法中的1/4点位移法计算了17号锻造钩尾框的应力强度因子;根据Paris公式结合AAR载荷谱,计算了17号锻造钩尾框的裂纹萌生寿命。并对计算结果进行分析评价。

17型车钩装配体有限元分析

以17型车钩装配体为研究对象,利用Altair Hyper Works 10.0软件,对车钩装配体进行网格划分,按照AAR标准,使用ansys12.0软件对车钩装配体进行静强度分析。计算结果表明,应力较大部位与运用中故障多发部位一致,能够较好地反映车钩实际受力状况,为车钩的设计和改进提供参考。

17型车钩常见故障浅析

对检修17型车钩过程中发现的故障进行了调查、统计及分析,并提出了改进建议。

17号锻造钩尾框浅表裂纹扩展特性分析和剩余寿命预测

针对钩尾框裂纹大多为深度较小,长度较长的浅表裂纹的情况,对17号锻造钩尾框的浅表面裂纹扩展进行有限元模拟。分析了表面裂纹在扩展过程中的形状变化,并对具有不同初始长度和初始深度浅表裂纹的钩尾框剩余寿命进行了预测。结果表明,钩尾框椭圆表面裂纹在扩展过程中会发生形状改变,趋于狭长。对深度0.5 mm和1 mm,不同长度的初始浅表裂纹钩尾框剩余寿命模拟表明锻造钩尾框具有较高的抗断裂性能。对于相同初始长度与深度的裂纹,中间裂纹较之边角裂纹更危险。基于模拟结果,得到了不同初始长度的中间裂纹和边角裂纹的钩尾框剩余寿命预测公式。

17型车钩托架结构优化及虚拟装配

在对煤运火车17型车钩检测时,由于车钩与托架的安装误差,造成了17型车钩检测数据不准确和自动化设备无法找正车钩等问题。为此,从17型车钩与托架安装后的检测精度影响因素入手,运用控制变量法和MATLAB等软件对误差进行分析,指出托架在不同自由度对17型车钩检测结果的影响程度,提出对托架进行结构优化。最后进行17型车钩和托架的虚拟装配试验,结果显示结构优化后的托架与17型车钩装配后安装误差减小,方便自动化设备的应用。

基于多体动力学的17型车钩防跳性能研究

以17型车钩装配体为研究对象,分析了车钩的防跳原理,采用多体动力学仿真软件Recurdyn对其进行建模和仿真实验.在仿真软件中施加纵向、垂向及其耦合的加速度冲击,以锁铁能否达到开锁位为评价指标,针对设计尺寸与磨耗到限对应的无防跳插销+无复位弹簧、无防跳插销+有复位弹簧、有防跳插销+无复位弹簧和有防跳插销+有复位弹簧四种工况,对该型车钩的防跳可靠性区间进行预测研究.仿真实验结果表明,设计尺寸与磨耗到限对应的上述四种工况锁铁垂向上升位移均未达到开锁位,17型车钩防跳性能可靠,该研究方法为车钩的设计与改进提供了技术参考.

17型车钩防跳插销的改进

分析了原17型车钩防跳插销的失效原因,介绍了该防跳插销的改进情况,并对改进效果进行了验证。

17型车钩防跳性能不良的调研分析

针对货车检修过程中17型车钩组装作业时部分车钩防跳性能不良的问题,通过现场调研、原理分析和试验验证,提出了加强17型车钩源头制造质量控制,增加钩体下锁腔的锁铁导向台宽度,提高导向台焊修质量,增加下锁销长度检修标准的解决方案。

17型车钩车钩高度与车体及转向架的关系研究

分析了17型车钩车钩高度与车体和转向架的关系,提出了控制车钩高度的方案,并进行了验证。

HX_(D)2C型机车钩尾框异常磨耗原因分析及改进措施

为研究HX_(D)2C型电力机车车钩钩尾框异常磨耗现象,基于现场调研和列车跟踪测试,通过监测重联机车在运行过程中车钩及钩尾框的状态,即测量车钩受力状态,车钩垂向、横向摆角,车钩垂向位移以及视频监控前从板-预压板与钩尾框之间的间隙情况,选取13处典型时段的列车测试及运行数据,分析钩尾框发生异常磨耗原因及改进措施。研究结果表明:钩尾框的异常磨耗现象与重联机车车钩初始钩高差、车钩运动姿态、线路条件和列车不同操纵工况下的缓冲装置持续受力状态有关;通过在前从板-预压板与钩尾框之间涂抹润滑剂,焊接限位块或者减小钩尾框框身与车钩箱顶部限位板之间的间隙等措施,可避免前从板-预压板与钩尾框产生直接接触,达到抑制钩尾框异常磨耗的目的。

铁路货车钩尾框精密辊锻过程数值模拟

铁路货车钩尾框锻件为异形长轴类锻件,目前采用自由锻工艺制坯,效率低,质量差,大型自动辊锻机精密辊锻是一种优质高效的先进制坯工艺,用于钩尾框制坯有望取得良好的技术经济效益。以刚塑性有限元法为基础,利用Deform-3D软件对铁路货车钩尾框精密辊锻过程进行三维有限元模拟,揭示了钩尾框辊锻变形过程中金属的流动规律,分析了辊锻成形过程中各道次辊锻过程中模具受载荷情况,以及各道次辊锻过程中的辊锻力矩,为钩尾框精密辊锻工艺及模具设计提供了有效的参考依据。

钩尾框尾部弯角疲劳裂纹扩展寿命预测研究

提出了一种预测工程构件疲劳裂纹扩展寿命的方法。应用能量释放率理论,通过3维子模型有限元技术,计算工程构件疲劳裂纹尖端的应力强度因子,由Paris公式预测工程构件在实际载荷谱下的疲劳裂纹扩展寿命。采用该方法预测的13号车钩钩尾框尾部弯角疲劳裂纹扩展寿命与实际检修统计结果一致。

基于单轴损伤的货车钩尾框多轴疲劳寿命分析

基于单轴应变疲劳分析 ,提出了比例加载多轴应力状态下的疲劳寿命计算方法。采用钩尾框 AAR载荷谱和我国实测载荷谱 ,对货车 13号车钩钩尾框进行了细致的有限元计算和多轴疲劳寿命分析 ,结果与实际相吻合。

锻造钩尾框新型斜弯曲模结构的参数

针对锻造钩尾框弯曲生产试制中出现的弯曲力大、框体根部变薄、擦伤和拉裂等问题,采用锻造成形分析软件对弯曲成形过程进行有限元模拟分析。解析弯曲机理,分析缺陷成因,并根据'预弯后二次弯曲'的'分段弯曲'思想,提出一种适用于通用锻造设备的锻造钩尾框斜弯曲模新结构。研究预弯斜度、凹模滚轴直径、凸凹模间隙、凸模圆角半径等因素对最大弯曲力及最大损伤值的影响规律,通过数值分析和实践经验得出合理的结构参数值,消除弯曲成形中可能出现的缺陷,有效降低最大弯曲力,提高弯曲件质量,研究内容最终得到试验验证。

钩尾框成形辊锻工艺弯曲缺陷分析及优化

钩尾框成形辊锻工艺的第四道次出现严重的弯曲缺陷,通过数值模拟仿真和生产调试相结合对其进行分析。由于辊锻成形具有继承性和累积性,第二道次充填不满,第三、第四道次打滑及稳定性差等问题是导致第四道次产生严重弯曲的关键。提出对第二道次模具设计为立椭圆形槽,第三道次模具的直线过渡修改为圆弧过渡,并在第三、第四道次咬入端相反方向安置导向槽装置。通过模具优化后模拟出的辊锻成形有明显改善,矫正了弯曲变形的问题。

铁路货车用钩尾框调头分段模锻工艺研究

提出了基于25MN摩擦压力机生产线的钩尾框调头分段模锻的工艺方案,利用DEFORM-3D软件分别对钩尾框的整体锻造和调头分段模锻成形过程进行数值模拟,结果表明采用调头分段模锻工艺来生产钩尾框可以大大地降低单次成形载荷,但成形结束后锻件的焊接支架部位存在少量填充不满型腔的缺陷。然后对工艺方案进行优化,且对优化后的方案进行数值模拟分析,结果表明采用优化后的工艺方案,锻件可以在型腔内填充饱满,且最大成形载荷对比优化前下降10.1MN。最后在实际生产车间进行试模,试模结果表明优化后的工艺满足实际生产要求。

货车钩尾框检修线工序配合的影响因素

货车钩尾框检修线是一种针对货车钩尾框检修设计的流水线,该检修线是由多种不同的检修工序构成,各工序是否能有效配合决定了流水线运转性能.运用数理统计方法分析了主要影响货车钩尾框检修线配合的理论因素,并着重探讨了有效提高工序配合能力和检修线工作效率的方法,包括改进大离差工序的处理工艺或设备,多工位焊修工装等.针对关键环节给出了具体的符合要求的新设计,通过车辆段实际安装调试结果表明:改进设计能够达到了每工作日处理60个钩尾框的能力.

铁路货车钩缓装置钩尾扁销螺栓断裂原因分析

铁路货车钩缓装置中的钩尾销螺栓在螺杆近方头一侧根部位置发生断裂。采用微观分析方法分析了该螺柱断裂原因。综合分析表明:该断裂螺栓方头一侧可能仅局部加热后锻打成四方头,并发生过热,造成在方头一侧的螺柱根部形成马氏体组织和魏氏体组织过渡的U型区域。不良组织的存在增大了钢的脆性,冷加工性能大大降低,在U型区域和螺柱表面交界处萌生了微细裂纹。当钩尾扁销螺栓在列车运行过程中受到过大的冲击时,该螺栓上的微细裂纹在螺栓靠近方头一侧存在的沿轴向的拉应力和螺栓正常紧固力的合力联合作用下张开并迅速扩展,造成螺栓断裂。

基于MBC工具箱的钩尾框辊锻件多目标优化

为研究工艺参数和坯料尺寸对钩尾框成形辊锻件长度、最大辊锻力矩和终锻件填充率的影响,以13B型钩尾框的成形为例,基于Matlab中的MBC工具箱,建立了以坯料长度为局部变量,以轧辊间隙、摩擦因数、坯料温度和轧辊转速为全局变量以及以辊锻件长度、最大辊锻力矩和终锻件填充率为目标函数的数学模型,并进行有限元模拟,最后利用MBC工具箱中的CAGE工具箱对目标函数进行优化,得到了优化组合查阅表和最佳的锻件成形参数组合,即坯料尺寸160 mm×865 mm、轧辊间隙3 mm、摩擦因数0.67、坯料温度1180℃、轧辊转速15 r/min.通过有限元模拟和实际生产验证,证明文中优化方法是可行的,可藉此有效控制精密辊锻件的长度和终锻件的填充率.