09级CRH2动车组轮对与弹簧设计解析

1、动车组设计大作业CRH新车组轮对与轴箱弹簧CAD/CA殿计班级：车辆091091学号：XXXXXX姓名：XXXXXX20122012年1212月1818日随着列车速度的不断提高， 对转向架性能的要求越来越高。 与传统转向架相比，保持高速运行稳定性、充分利用轮轨之间的粘着和减轻轮轨相互作用力是动车组转向架特有的任务和技术关键。转向架可以说是铁道车辆上最重要的部件之一，它直接承载车体重量，保证车辆顺利通过曲线。同时，转向架的各种参数也直接决定了车辆的稳定性和车辆的乘坐舒适性。尤其是轮对装置，轴箱弹簧。从而保证转向架的各个部分有足够的强度，稳定性。本文将以 CRH2 动车轮对与轴箱弹簧研究对象，建立

2、有限元模型。并对产生结构进行分析。其相关参数如表二。CRH2 型动车组转向架的主要参数技术参数动车转1可架拖车转向架最高运营速度35(|km/h35(|km/h最高试验速度362km/h362km/h省轮传动比3.0363.036(85/28)(85/28)最大轴重14t!；;A AJ J J JP P1 1iJiJ/町：图2.2车轴造型图（三）、车轴的 CA 豉计图2.3车轴受力2.应力分析1）前处理：定类型：静态分析物域卅而又务匝1闯明物，4 4哺第-If-If-Z-竽1ft工/曜Ut&rlKa1!WHEUt&rlKa1!WHE旧2J2J房 2r r：qjqjSlFSlF在

3、iKs-iKs-mumu岗S:S:ilMWBilMWB0 01Ui1Ui tAtA0 0K K如I*t.H.4I*t.H.4m mQ QCrB-KWiCrB-KWi牝而 E 后则里胆CWCW国忡2 2用巨m m与力用t*T%4t*T%4上面皿田木*.而W-SWTW-SWT魁*阳西出HM1HM1n n募弓的JiJi就itm*itm*卜际的电界 gkSkS3Si3Sikfkf而凸显出凸HEEHEE阻日总七*6ta a1 1a a”号压i*i*画模型：运用solidworks2012车轴模型设属性：合金钢分网格：共5463个节点，3206个单元如图2.4示。算列名称苴例？【默人J上|包括网格自动环关

4、闭推可比点$点西元大小561938mm公差 J J280969280969mmmm最大高览电例_371加带高宽比例的里元的E再升比r3866图2.4网格划分图2）求结果：添约束：在轮座处添加固定约束，如图5。加载荷：在轴颈处施加载荷。查错误：载荷列表后进行检查。求结果：进行有限元分析。如图2.5所示图2.5加载图阿格堀节47.47.九 BTB.BTB.0 043.46i43.46ir riiaiia0 0-L-L 超写 Q Q 35j55335j553r rBJ2.BJ2.0 0_ _SljSljBDBBDBF FBEB.aBEB.a一 ZTjB53,EQB.QZTjB53,EQB.Q.隔叩

5、L L3593590 0LtF%LtF%r r53E053E0. .1 1 兄帛蚱，M3QM3QL!.L!. 53,53,g 乳 Q QSS4,SS4,3 3：葡.5 50 0 入睚 5.5.1 1网格品质图节总数5463单元总数 32083208ESTJUflESTJUfli.mv-OMi.mv-OM.1.1.IBSft-DOiIBSft-DOi, ,I.OTOc-OS*I.OTOc-OS*. .9.,5534-DOS9.,5534-DOS.第篦 4bQ054bQ05?.1354-005?.1354-0055.5.-HTi-fllS-HTi-fllS_4._4.?5Si-D05?5Si-D0

6、53.3.3636触=。5 52.SBOe-QOS2.SBOe-QOS1.13Lfl-0013Lfl-005 5 UGIUGI白图2.8应变图3）后处理：强度评价1）确定危险点：由分析结果可得出，车轴最大应力为47.411MPa,发生在轴颈处。CRH劾车组车轴材料S38C,采用高频淬火热处理和滚压工艺， 根据JISE4502取车轴的疲劳许用应力为147MPa可见，按照日本标准，该车轴满足设计要求。经分析，车轴结构强度符合设计。（二）车轮的 CAD/CAE析（一）、问题描述车轮是轮对的重要组成部分，其疲劳强度直接关系到动车组运行的安全性、可靠性、稳定性等，故动车组车轮需进行车轮静强度、动强度和轮

7、轴过盈配合强度等Z.3LT#-QSIZ.3LT#-QSIH.2.2.3054-0083054-008S S2.a?fl-QOI2.a?fl-QOI一1.1.304-001304-0011.6S31.6S3 -0OII.-0OII.rzt-QGIrzt-QGI1.1.ZE3-QQIZE34i44i广M7M7图3.7应变图强度评价：车轮辐板上所有节点的动应力范围应低于许用应力，即：1）用加工中心加工的车轮v360MPa；2）未用加工中心加工的车轮 v290MPa；3）最大VonMises应力低于车轮材料弹性极限（355MPa）。经分析，车轮受力最大应力为347.158MPa发生在踏面符合强度评价准

8、则。（四）轮对的 CAD/CAE析轮对受力如图 4.1二、轮对的组装4.24.2轮对组装过程4.3轮对装配模型三轮对冷缩配合轮对为两轮加一轴，压装在一起。因而要分析轮对的强度我们很有必要去分析轮和轴的冷缩配合。四CAECAE设计1.打开simulation模块，由于在solidworks材料库力没有车轴材料S38C,这里都选用合金钢代替。2 .建立新算例，命名为轮对冷缩分析3.为车轴中部添加全约束，车轴轮座和车轮添加面相接触，施加冷缩配合。4 .求结果最大应力2957MPa,最大位移21mm。当号5 5乙WS4,WS4, 2:4.2:4.。K.K.2,2,710.-961,710.-961,&

9、amp;S2.&S2.0505之48483131通 M 幅”,力打的莉南轴轴M.01,1,71,71,623,623,169.169.0 01,725,170,1,725,170,4M.4M. 14TtlTIL14TtlTIL440.440.0 0筮工年11,11,HI0HI0T33,T33,358358? ?的田.0 04 4呢.g g。昆452.D452.DZ&G,Z&G,& &5 5如D D；15.15.。一底盘力6Z06Z0P P4r4rCCOCCOQ Q（五）大作业心得体会通过本学期对动车组设计这门课程的学习，使我在动车组设计方面受益匪浅。在课堂上，基本掌握了动车组车辆设计的相关知识，动车组总体设计的相关方法，动车组零部件强度设计方法等。并通过这次大作业，将所学的知识运用到了 CRHCRH 劾车组轮对与轴箱弹簧 CAD/CACAD/CA 段计之中。通过这次大作业，使我最受益的不仅是动车组的相关设计，更重要的是使我对 solidworkssolidworks 这门软件得以灵活运用。这对以后的研究生方向方展无疑举足轻重。在这次大作业中对 SolidworksSolidw