[医药]高速铁路轴承论文：高速铁路轴承试验台结构设计有限元分析.doc

高速铁路轴承论文：高速铁路轴承试验台设计研究【中文摘要】高速铁路轴承是铁路车辆重要的行走支承部件,其精度、寿命、可靠性等指标对高铁车辆的性能和安全性起着重要的作用,因此高速铁路轴承各项性能参数须进行试验测试。本文研究的是设计一种能够试验高速铁路轴承性能的试验台,该试验台能最大程度地模拟铁路车辆行驶工况,并测试高速铁路轴承的耐久性。主要研究内容如下:分析了轴承试验台的国内外发展状况,根据高速铁路轴承试验台的功能与技术要求确定了总体设计方案;根据试验台模拟工况的特性完成了试验台的机械系统的设计,其中主要的是被试轴承、主轴、驱动系统等设计,并完成试验台的三维CAD模型设计;根据试验要求,设计出试验台的加载系统;建立了高速铁路轴承试验台主轴的参数化有限元模型,利用有限元分析软件ANSYS对主轴进行了模态分析,初步判定主轴会发生共振,为了避免共振,以提高主轴一阶固有频率、降低主轴重量对主轴结构进行了优化计算,从而确立了支撑轴承的位置,主轴在自重减轻的情况下提高了其一阶固有频率,改善了主轴的动态性能,并且有效地避开了共振区;借助优化后的数据,基于ANSYS对试验台关键零件进行了有限元结构静力学分析,既满足了设计要求,又验证了结构的安全性。【英文摘要】High-speed rail bearing is the important running support component of the rail vehicle,the precision, lifetime, reliability and other indicators of the high-speed rail bearing play an important part in the performance and security of the high-speed vehicle. Thus, each performance parameter of the high-speed rail bearing is to be examination tested. The research purpose of this paper is to design a kind of test rig which can test the property of the high-speed rail bearing, The test rig can simulate the driv.【关键词】高速铁路轴承 试验台 结构设计 有限元分析 优化【英文关键词】High-speed rail bearing test rig physical design the finite element analysis optimization【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】高速铁路轴承试验台设计研究摘要2-4ABSTRACT4第1章 绪论9-151.1 课题研究的目的和意义9-101.1.1 本课题研究目的91.1.2 本课题研究意义9-101.2 轴承试验台国内外现状10-131.2.1 国外研究现状10-121.2.2 国内研究现状12-131.3 本文研究内容13-15第2章 试验台总体方案研究15-232.1 引言152.2 被试轴承概况15-172.2.1 高速铁路轴承的结构型式15-172.2.2 被测轴承的参数172.3 试验台设计要求17-182.3.1 试验台工况172.3.2 电源及动力要求172.3.3 试验台监控项目要求17-182.3.4 试验台数据采集与分析功能要求182.4 试验台方案的设计与选择18-202.5 电气与控制系统20-212.6 润滑系统212.7 环境温度模拟系统21-222.8 本章小结22-23第3章 试验台机械系统设计23-333.1 支撑轴承的选型23-243.2 试验台底座设计24-253.3 主轴设计25-263.3.1 主轴的材料的选取25-263.3.2 轴的设计263.4 驱动系统的设计26-323.4.1 轴承摩擦力矩的精确计算26-303.4.2 电机的选择303.4.3 调速装置的选择30-323.5 本章小结32-33第4章 试验台加载系统设计33-434.1 试验台加载结构方案设计33-374.1.1 机械加载方式33-354.1.2 电加载方式35-364.1.3 液压加载方式36-374.2 液压加载系统的设计37-394.3 液压元件的设计39-424.4 本章小结42-43第5章 试验台主轴优化43-555.1 ANSYS 优化概述43-445.1.1 ANSYS 优化模块435.1.2 ANSYS 优化数学模型43-445.2 优化方法445.2.1 零阶优化方法445.2.2 一阶优化方法445.3 基于APDL 的有限元优化步骤44-455.4 主轴结构优化45-535.4.1 建立主轴参数化模型45-465.4.2 临界转速计算46-475.4.3 求解、提取并指定状态变量和目标函数47-505.4.4 在ANSYS 优化器中优化并对优化结果分析50-535.5 本章小结53-55第6章 试验台有限元分析55-656.1 ANSYS 静力分析基本过程55-566.1.1 ANSYS 静力分析概述556.1.2 ANSYS 静力分析的目的55-566.1.3 ANSYS 静力分析步骤566.2 陪试轴承底座有限元分析56-596.2.1 陪试轴承底座几何建模56-576.2.2 陪试轴承底座有