【某新型卷钢座架卡挡有限元分析案例7500字】

某新型卷钢座架卡挡有限元分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u13139某新型卷钢座架卡挡有限元分析案例 [28]。对于中部卡挡在模拟冲击试验的工况下的各部分应力也大于模拟静载试验中的应力，卡挡主要是上盖板与下盖板和补强座相接触的部位承受着最大的应力，垂向载荷的作用下整个卡挡承受的最大应力不超过20MPa，在垂向载荷与纵向载荷共同作用下最大应力为173MPa，出现在上述位置，但仍在材料屈服极限之内，符合运输安全标准。在不同工况下，座架各部分的位移情况也是不尽相同的，在垂向载荷的作用下，两侧的斜撑由于受到卷钢的挤压产生变形导致出现位移情况，且位移情况较为对称，最大位移为0.6mm；而在垂向载荷与纵向载荷的共同作用下，卷钢座架的最大位移量为1.5mm，是模拟静载试验的约2.5倍左右，座架承受卷钢所带来的纵向作用力的卷钢一侧明显产生最大位移量1.5mm，另一侧的位移量小于对侧但仍有0.78mm的位移量，相差0.72mm约为一倍的差距。座架中部的卡挡在两种不同的工况下的位移情况都不明显，在模拟静载试验中，结合实际情况可知卡挡的位移近乎为0；而在模拟冲击试验的结果中，由于纵向惯性力和摩擦力的作用下，使卡挡与补强座相互产生互动，导致卡挡的位移明显大于模拟静载试验的位移，最大值为0.155mm，仍在合理位移范围内，故可得出结论该卡挡完全符合卷钢运输的安全性需求。（3）卡挡强度评价根据上述所得出的对于卷钢座架卡挡的有限元计算结果，可以更全面地获得卡挡在不同工况下的应力分布与位移情况，卡挡各部分在不同工况下最大应力如下表所示表3-2不同载荷工况下卡挡各部分最大应力上盖板下盖板横封板纵封板斜封板中立板模拟静载试验7.91MPa14.6MPa5.32MPa0.874MPa15MPa4.6MPa模拟冲击试验148MPa173MPa75.9MPa31.7MPa52.5MPa42.1MPa表3-3不同试验工况下卡挡各部分最大位移上盖板下盖板横封板纵封板斜封板中立板模拟静载试验0.0129mm0.0147mm0.013mm0.0132mm0.0147mm0.0047mm模拟冲击试验0.155mm0.122mm0.0635mm0.0705mm0.122mm0.0784mm1.4.2两侧卡挡的有限元分析在考虑到将座架装载到车厢中部的情况时，则会产生新的工况，中部卡挡不再与补强座贴合，而是由两侧的新型卡挡通过四个角与补强座相互作用，将卷钢座架固定到车体上，并维系在运输途中的安全运输。在考虑对车厢两侧的装载情况时，由前文可知，装载卷钢静载状态下卡挡几乎不手里甚至受力为零，因此下面本文只考虑冲击状态下的工况。（1）冲击试验的载荷以及约束分布两侧卡挡在冲击实验的工况下，受力载荷与前文对中部卡挡的分析相同，相差别在对座架的约束设置，约束设置由对于中部卡挡的固定，转为对四个两侧卡挡的约束如图所示。图3-18两侧卡挡约束设置图（2）模拟冲击试验的卷钢座架强度分析在垂向载荷与纵向载荷的共同作用下，卷钢座架在装载车厢两侧的工况下的应力分布如图3-19所示，由此可以看出整体座架的受力分布较为均匀，应力最大的部位仍然是卷钢与整体座架之间的接触面上，最大应力为191MPa。通过图解工具中的探测功能，可得出在模拟冲击试验的工况下，两侧卡挡的最大应力出现在冲击端的卡挡上盖板上，如图所示，最大应力为50MPa。图3-19两侧卡挡应力分布模拟冲击试验的工况下，两侧卡挡通过探测功能可知最大位移为0.0392mm，出现在斜封板与座架底座的接触面上，如图3-20所示。图3-20两侧卡挡应力分布（3）卡挡强度评价两侧卡挡各部分不同的零件的最大应力和最大位移如下两表所示，可以更直观的看到在模拟冲击试验中两侧卡挡所承受的最大应力的部位，产生最大位移的零部件，为卡挡强度的测评提供依据也为后续对于就卡挡的优化改进提供更多的参考。表3-5模拟冲击试验工况下两侧卡挡各部件最大应力上盖板下盖板横封板纵封板斜封板模拟冲击试验50MPa30.4MPa26.4MPa8.17MPa30.4MPa表3-6模拟冲击试验工况下两侧卡挡各部件最大位移上盖板下盖板横封板纵封板斜封板模拟冲击试验0.0384mm0.0388mm0.0282mm0.0126mm0.0392mm1.4.3卡挡强度的综合评价中部卡挡以及两侧卡挡的设计强度应满足运输安全的要求，在运输卷钢的各种工况下，卷钢卡挡的各部分零件的工作应力都应当在安全范围，即各部件的工作应力均小于应用材料许用应力值，即：σ≤[式中σ工作应力，MPa；[σ]许用应力，MPa。各部件的许用应力可以根据其屈服极限和安全系数计算出：σ式中σs材料的屈服极限，MPans安全系数。查阅资料可知