劉暢

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，軌道交通的安全性問(wèn)題已經(jīng)引起了人們的高度重視。本文主要分析機(jī)車走行部監(jiān)測(cè)裝置運(yùn)用中存在的問(wèn)題及其對(duì)策研究，并通過(guò)機(jī)車車體結(jié)構(gòu)有限元模態(tài)的建立來(lái)描述機(jī)車車體的振動(dòng)模態(tài)，從中科學(xué)分析影響機(jī)車車體結(jié)構(gòu)的影響因素，為機(jī)車結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)以及安全穩(wěn)定運(yùn)行提供良好的保障。

關(guān)鍵詞：機(jī)車車體;結(jié)構(gòu)模態(tài);問(wèn)題;對(duì)策

機(jī)車走行部裝置是機(jī)車最重要的內(nèi)在裝置之一，其走行部一旦出現(xiàn)故障，則會(huì)對(duì)機(jī)車的安全駕駛產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。目前機(jī)車常見(jiàn)的走行部裝置主要包括JK00430型、JK11430型以及YZB-1型，他們可以對(duì)機(jī)車的故障問(wèn)題進(jìn)行有效地預(yù)測(cè)，對(duì)故障發(fā)生的原因以及位置做出合理的判斷，并采取有效地措施來(lái)防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大化，從而有效降低機(jī)車事故的發(fā)生概率，為機(jī)車的安全行駛提供良好的保障。在走行部監(jiān)測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)的機(jī)車故障中，多數(shù)故障都是由于振動(dòng)而產(chǎn)生的危害，完善走行部監(jiān)測(cè)裝置，同時(shí)分析機(jī)車車體振動(dòng)機(jī)理，是保障機(jī)車運(yùn)用安全，提升機(jī)車檢修質(zhì)量的重要途徑。

機(jī)車車體的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面，分別是結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)設(shè)計(jì)。機(jī)車車體結(jié)構(gòu)模態(tài)分析是實(shí)現(xiàn)機(jī)車結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的設(shè)計(jì)核心之一，在研究機(jī)車的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析中扮演著非常重要的角色。我們可以通過(guò)建立完善的有限元力學(xué)模型，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)車本身的振動(dòng)特性分析，從而為機(jī)車故障的預(yù)防和檢修工作提供必要的理論依據(jù)，為其新車的車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定夯實(shí)的基礎(chǔ)。

1 機(jī)車走行部檢測(cè)裝置運(yùn)用中存在的問(wèn)題以及對(duì)策研究

目前，機(jī)車走行部檢測(cè)裝置運(yùn)用中主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：其一，機(jī)車走行部檢測(cè)裝置缺乏語(yǔ)音提示;其二，工況屏只能顯示溫度信息，不能顯示沖擊信息;其三，標(biāo)準(zhǔn)化的司機(jī)室工況屏的以及菜單界面沒(méi)有實(shí)時(shí)軸溫顯示，需要人工切換到三級(jí)菜單才能看到;其四，一些機(jī)車主機(jī)安裝在低壓電氣柜，或者操縱臺(tái)底箱中，當(dāng)運(yùn)行噪音過(guò)大以及司機(jī)室后門關(guān)閉時(shí)，司機(jī)很難聽(tīng)到蜂鳴報(bào)警器報(bào)警[1]。這些現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題都會(huì)在一定程度上影響機(jī)車的安全駕駛，進(jìn)一步增加駕駛過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。針對(duì)上述問(wèn)題，一是要完善管理制度，形成閉環(huán)狀多層級(jí)的系統(tǒng)分析管理模式，設(shè)置預(yù)警值、報(bào)警值和反饋值的三級(jí)安全體系，通過(guò)體系的完備，使每一環(huán)節(jié)的操作互相監(jiān)督、互相補(bǔ)充做到安全保障萬(wàn)無(wú)一失的效果;二是要提高維修人員的專業(yè)維修水平，只有這樣才能及時(shí)、正確的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)而解決問(wèn)題，更好的排查出機(jī)車內(nèi)部潛在的安全隱患;三是將安全的作業(yè)準(zhǔn)則納入到乘務(wù)員考核指標(biāo)中來(lái)進(jìn)行考核。通過(guò)這種制度的建立，使乘務(wù)員對(duì)自己崗位的安全職責(zé)進(jìn)行有效的防護(hù)。

2 車體有限元力學(xué)模型的建立

2.1 車體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在機(jī)車車體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，大型板、梁采用空間框架式全鋼焊接結(jié)構(gòu)是最常見(jiàn)的機(jī)車車體設(shè)計(jì)方式，其車內(nèi)的設(shè)備布置呈現(xiàn)非對(duì)稱性的特點(diǎn)，因而在具體的模型分析中采取整個(gè)車體作為研究對(duì)象;在車體模型試驗(yàn)過(guò)程中，我們主要分析機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中的柴油機(jī)、液壓傳動(dòng)裝置、空氣壓縮機(jī)、冷卻風(fēng)扇以及傳動(dòng)軸等高頻振源對(duì)機(jī)車安全運(yùn)行的影響，通過(guò)科學(xué)合理的模態(tài)計(jì)算來(lái)得出車體的固有頻率以及振型，從而為機(jī)車的科學(xué)化設(shè)計(jì)提供必要的理論指導(dǎo)，不斷提高機(jī)車運(yùn)行的安全系數(shù)，為人們提供更為優(yōu)質(zhì)的出行體驗(yàn)[2]。

2.2 建立有限元模型

建立有限元模型其目的在于通過(guò)對(duì)車體結(jié)構(gòu)以及受力特性的合理分析，從而得到更為理想的實(shí)體模型計(jì)算分析結(jié)果。在建立機(jī)車有限元模型時(shí)，我們要結(jié)合機(jī)車的自身特征，深入分析其結(jié)構(gòu)受力，通過(guò)對(duì)實(shí)體模型的數(shù)據(jù)計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)車實(shí)體模型的數(shù)據(jù)分析與處理。在具體實(shí)施中，要采取合理的措施來(lái)對(duì)機(jī)車的連接部位進(jìn)行較為準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)模擬，對(duì)于一些非重要部件，可以結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化處理，然后通過(guò)對(duì)車體整體離散后進(jìn)行相應(yīng)的特征分析，從而得出前幾階特征振動(dòng)模態(tài)的數(shù)據(jù)分析。此外，由于機(jī)車車體具有明顯的三維空間結(jié)構(gòu)，因而我們要正確地對(duì)其施加約束，從而為動(dòng)力結(jié)果的科學(xué)化分析奠定夯實(shí)的基礎(chǔ)。我們通過(guò)對(duì)有限元模型的合理分析，可以很直觀地認(rèn)識(shí)到模型的受力情況，從而對(duì)零件的設(shè)計(jì)、材料的選擇以及其它因素對(duì)機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中的影響進(jìn)行合理的分析，為機(jī)車的安全運(yùn)行提供良好的保障。

機(jī)車車體結(jié)構(gòu)模態(tài)有限元分析主要包括以下幾個(gè)方面，分別是創(chuàng)建有限元模型、施加載荷進(jìn)行求解以及查看求解結(jié)果;創(chuàng)建有限元結(jié)構(gòu)模型主要包括制定文件名和文件標(biāo)題、創(chuàng)建讀入幾何模型、定義單元類型、定義單元常數(shù)、定義材料屬性以及有限元的網(wǎng)格劃分;施加載荷進(jìn)行求解包括施加載荷、邊界條件和進(jìn)行求解計(jì)算;查看求解結(jié)果主要包括對(duì)于計(jì)算結(jié)果的觀察、分析以及檢驗(yàn)[3]。車架模型建立主要包括車軸模型建立和車輪模型建立。在模型的建立過(guò)程中，為了有效減少局部應(yīng)力的集中性，我們還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求去掉一些無(wú)關(guān)緊要的東西。在機(jī)車的運(yùn)行過(guò)程中，其構(gòu)架載荷根據(jù)機(jī)車的運(yùn)行情況主要可以分為靜態(tài)載荷和動(dòng)態(tài)載荷，靜態(tài)載荷在機(jī)車的運(yùn)行過(guò)程中其數(shù)值和方向都處于一個(gè)靜止不變的狀態(tài)，而動(dòng)態(tài)載荷的數(shù)值和方向則會(huì)隨著機(jī)車運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短，而處于一個(gè)不斷變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程之中;因此我們?cè)诰唧w的有限元力學(xué)模型構(gòu)造工作中，要充分考慮到二者之間的異同點(diǎn)，根據(jù)機(jī)車運(yùn)行的實(shí)際情況對(duì)各種極限載荷進(jìn)行科學(xué)合理的模擬，從而有效預(yù)測(cè)出架構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，為機(jī)車安全運(yùn)行提供重要的理論支持，切實(shí)提高機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中的安全系數(shù)[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)車有限元力學(xué)模型的建立，是科學(xué)分析機(jī)車結(jié)構(gòu)振動(dòng)的有效措施之一，也是機(jī)車安全運(yùn)行的重要保障。在機(jī)車的故障檢修以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有限元力學(xué)模型的建立為它們提供了科學(xué)合理的數(shù)據(jù)支持，對(duì)分析機(jī)車外載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及穩(wěn)定性有著非常重要的作用，是當(dāng)前被廣泛使用的機(jī)車數(shù)據(jù)分析方法，為不斷促進(jìn)了機(jī)車行業(yè)的發(fā)展和壯大奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)，也為廣大群眾提供了更為安全舒適的出行體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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