胡宇軒王 萌

(1新都一中 四川成都 613600 2四川大學(xué) 四川成都 613000)

基于workbench的內(nèi)燃機車?yán)鋮s室結(jié)構(gòu)分析

胡宇軒1王 萌2

(1新都一中 四川成都 613600 2四川大學(xué) 四川成都 613000)

針對機車在實際運用中處于不同的工況對機車?yán)鋮s室鋼結(jié)構(gòu)的組成部件造成沖擊破壞問題，運用預(yù)加載靜力分析理論進(jìn)行求解計算。根具實際機車設(shè)計要求進(jìn)行建模， 并且運用小變形理論，對模型進(jìn)行靜力-模態(tài)分析，得到形變云圖及應(yīng)力云圖。

靜力分析；模態(tài)分析；理論設(shè)計

1、概述

本文主要針對機車在實際運用工況中，對機車?yán)鋮s室鋼結(jié)構(gòu)組成部件造成沖擊破壞的問題進(jìn)行分析研究。根據(jù)機車的實際需求進(jìn)行建模，并且對模型進(jìn)行加載求解。運用小變形理論進(jìn)行分析，得到靜力—模態(tài)分析結(jié)果。

2、構(gòu)建模型及確定相關(guān)分析數(shù)據(jù)

根據(jù)用戶要求，選擇對應(yīng)的材料，并且尺寸及外形的確定參照成熟的內(nèi)燃機車模型。材料選擇Q235鋼材，散熱器及百葉窗質(zhì)量為2300kg,冷卻風(fēng)扇質(zhì)量為720kg,冷卻風(fēng)扇扭矩為1112N*M。建立模型如下圖一：

圖一

3、加載求解及相應(yīng)的結(jié)果

模型的材料為Q235鋼，選擇相對應(yīng)的彈性模量，泊松比，以及質(zhì)量密度等相關(guān)參數(shù)，同時，加載散熱器及百葉窗質(zhì)量為2300kg,分布在機車頂部安裝座，冷卻風(fēng)扇質(zhì)量720kg,加載于冷卻風(fēng)扇安裝座上，同時加載冷卻風(fēng)扇扭矩1112N*M。加載的固定約束為全約束，各接觸方式確定為焊接方式，工況為縱向4g及垂向1g工況，設(shè)定機車的運行頻率為20赫茲。

經(jīng)過加載求解后，得到位移及應(yīng)力云圖如圖2：

圖二

由計算結(jié)果可以看出，應(yīng)力最大的位置處于整個鋼結(jié)構(gòu)安裝底座的位置，最大的應(yīng)力值為232.73Mpa,而選用的鋼材型號為Q235，最大屈服極限為235Mpa,在允許的范圍之內(nèi)，但是機車在實際工況中，影響機車結(jié)構(gòu)因素很多，因此，對于安裝位置即應(yīng)力最大位置處的結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行后期進(jìn)一步優(yōu)化處理。

4、結(jié)束語

針對機車處于實際工況下易遭沖擊對部件產(chǎn)生破壞的問題，根據(jù)實際情況建立三維模型，結(jié)合小變形理論，對模型進(jìn)行靜力-模態(tài)分析，得到形變云圖及應(yīng)力云圖。求得整個鋼結(jié)構(gòu)的最大破壞強度為187.27Mpa,遠(yuǎn)小于材料的極限屈服強度235Mpa,同時改進(jìn)底座裝配方式，螺座和螺栓相結(jié)合，極大改進(jìn)抗拉、抗剪能力。整個方案符合設(shè)計要求。

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