周亞輝

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110023）

1 頂桿

根據(jù)現(xiàn)場實際需要，確定了薄壁頂桿的結(jié)構(gòu)和尺寸，如圖1 所示。頂桿作為中間聯(lián)接件，其中左、右端面設(shè)置為平面，為了節(jié)省材料，中間采用中空設(shè)計。

2 強度分析

在有限元分析軟件[1-2]中進行建模，選擇單元類型、輸入材料屬性參數(shù)和網(wǎng)格劃分。頂桿零件材料為Q345B,在有限元分析軟件中輸入材料屬性，彈性模量E為2.12×1011Pa；泊松比μ 為0.31；密度ρ 為7.87×103kg/m3；重力加速度g 為9.8 m/s2。

頂桿左端面受力為400 N，轉(zhuǎn)化為面力為：P=400/（3.14×52）=5.096 MPa，因此將5.096 MPa 面力加載到左端面，頂桿右端面設(shè)置為固定不動，施加載荷效果如圖2 所示。

經(jīng)過有限元分析軟件計算，得出頂桿的應(yīng)力云圖，如圖3 所示，在通用后處理器POST1[3-4]中，最大應(yīng)力出現(xiàn)在左端圓心處，最大值為72.479 MPa。

薄壁頂桿的材質(zhì)為Q345B，許用應(yīng)力為[δ]=345 MPa。由圖3 可知，薄壁頂桿的最大應(yīng)力為δmax=72.479 MPa。那么從結(jié)果可以看出，最大應(yīng)力值未超過許用應(yīng)力，安全系數(shù)n=345/72.479=4.8，安全系數(shù)足夠大，所以強度條件滿足，薄壁頂桿工作過程中是安全可靠的。

3 結(jié) 語

利用有限元軟件對薄壁頂桿進行了強度分析，在軟件中進行了建模、網(wǎng)格劃分、施加載荷和求解，得到了薄壁頂桿的應(yīng)力云圖，并對所得的云圖進行了分析，可以確定在薄壁頂桿工作過程中強度足夠，工作過程中是安全可靠的。