車架有限元分析

.z--.總結(jié)資料目錄一構(gòu)造簡介………1二計算載荷工況…………………2三有限元模型……………………5四靜強度分析結(jié)果………….…….10-.z-.總結(jié)資料一、構(gòu)造簡介本次作業(yè)以*轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為幾何模型，進展靜強度分析，下列圖為本次計算針對的*型轉(zhuǎn)向架幾何模型，構(gòu)造上由側(cè)架、搖枕、轉(zhuǎn)臂座、齒輪箱吊掛、軸箱吊掛、一系減震器座等組成。整個計算主要分為網(wǎng)格劃分和靜強度計算兩個過程。圖1*型轉(zhuǎn)向架幾何模型〔a〕圖2*型轉(zhuǎn)向架幾何模型〔b〕二、計算載荷工況根據(jù)要求，對轉(zhuǎn)向架采取如下的加載方式：1、約束在此點出建立*、Y、Z方向的位移約束在此點出建立*、Z在此點出建立*、Y、Z方向的位移約束在此點出建立*、Z方向的位移約束在此點出建立Y、Z方向的位移約束在此點出建立Z方向的位移約束圖3約束要求如下的局部視圖中圈出處即為所加的約束之一；圖4模型中所加約束之一2、載荷在此處加26.2KN的力，力的方向為Z軸負方向在此處加26.2KN的力，力的方向為Z軸正方向在此處加45.6KN的力，力的方向為*軸正方向中心銷半圓內(nèi)局部〔Z方向距上蓋板80mm在此處加26.2KN的力，力的方向為Z軸負方向在此處加26.2KN的力，力的方向為Z軸正方向在此處加45.6KN的力，力的方向為*軸正方向中心銷半圓內(nèi)局部〔Z方向距上蓋板80mm,距下蓋板131mm，*方向距離圓心7mm〕圖5受力要求模型中加載作用力的局部視圖如下〔注：圖中坐標(biāo)系中紅色為*軸，綠色為Y軸，藍色為Z軸〕；圖6Z軸正向26.2kN的力圖7Z軸負向26.2kN的力圖8中心處加載*軸正向45.6kN的力計算工況如下表1所示表1工況工況橫向〔*向〕縱向〔Y向〕垂向〔Z向〕1+-0.5g三．有限元模型整個模型由兩類網(wǎng)格組成：構(gòu)架采用殼網(wǎng)格單元建立模型，轉(zhuǎn)臂座構(gòu)件采用六面體網(wǎng)格建立模型；其中殼網(wǎng)格單元以四邊形網(wǎng)格為主。有限元模型重量為1422.015kg，結(jié)點總數(shù)為81382，單元總數(shù)為74991。有限元模型如圖9~12所示。圖9殼單元模型〔1/4模型〕圖10轉(zhuǎn)臂座實體網(wǎng)格模型圖11整體網(wǎng)格〔a〕圖12整體網(wǎng)格〔b〕需考慮對各個連接處的連接方式，根據(jù)工廠要求，具體連接處及連接方式可參考如下要求。1、用Beam188單元來模擬軸向吊掛上的螺栓連接，通過Rbe3固定；2、在圖中相應(yīng)位置建立一系彈簧，此處彈簧具有*、Y、Z三個方向的剛度；通過Rbe3連接到上蓋板；3、轉(zhuǎn)臂座上面作用四根二系彈簧單元，通過Rbe3單元固定在轉(zhuǎn)臂座上；4、實體單元和殼單元之間采用CP_STRUC單元連接，一系彈簧和二系彈簧之間用剛性元連接，限制六個自由度。為了保證計算精度，此處剛性元保證垂直于下蓋板和轉(zhuǎn)臂座底面；5、為了便于ANSYS計算，在圖中相應(yīng)位置建立質(zhì)量點Mass單元，質(zhì)量點質(zhì)量非常微小，只用于計算，對整體構(gòu)造質(zhì)量不起到影響。具體在Hypermesh軟件中的連接方式，如下列圖13所示。此處采用beam單元模擬螺栓連接此處采用beam單元模擬螺栓連接(梁截面直徑d=30mm)即圖中藍色單元此處采用rbe3單元模擬，即圖中黃色單元(a)一系彈簧采用彈簧單元模擬〔此處共需建立三根彈簧單元，彈簧高度為一系彈簧采用彈簧單元模擬〔此處共需建立三根彈簧單元，彈簧高度為226mm，分別考慮*、Y、Z三個方向剛度〕此處采用rbe3單元模擬，即圖中黃色單元質(zhì)量點此處采用rbe3單元模擬，即圖中黃色單元質(zhì)量點Mass單元質(zhì)量點Mass單元(b)二系彈簧采用彈簧單元模擬〔建立時需要建4根彈簧單元，以圖中二系彈簧采用彈簧單元模擬〔建立時需要建4根彈簧單元，以圖中紅色線均分成兩段，每段建建立兩根彈簧單元，分別考慮*、Y兩個方向的剛度〕此處采用rbe3單元模擬，即圖中黃色單元(c)兩處的彈簧單元采用剛性元模擬連接此處的實體網(wǎng)格與殼單元的連接采用剛性元模擬〔單元類型選擇CP_STRUC兩處的彈簧單元采用剛性元模擬連接此處的實體網(wǎng)格與殼單元的連接采用剛性元模擬〔單元類型選擇CP_STRUC〕(d)圖13連接處及連接方式對于模型所附屬性，其中材料屬性及彈簧剛度見下表2表2材料屬性1彈性模量E208000000KPa2泊松比v0.303材料密度7.8e-6Kg/mm34每軸箱一系簧垂向剛度Cps,z1245800mN/mm5每軸箱一系簧橫向剛度Cps,y1505500mN/mm6每軸箱一系簧縱向剛度Cps,*1505500mN/mm7二系每個橡膠堆的垂向剛度Ces,z10000000mN/mm8二系每個橡膠堆的橫向剛度Ces,*5000000mN/mm四、靜強度分析結(jié)果綜合位移結(jié)果使用ANSYS軟件對模型進展靜強度計算，得出：綜合位移最大值13.696mm，出現(xiàn)在一系彈簧附近，大小符合標(biāo)準(zhǔn)，綜合位移云圖如下列圖所示；綜合位移最大點綜合位移最大點圖14綜合位移計算云圖最大Von.mises應(yīng)力結(jié)果使用ANSYS軟件對模型進展靜強度計算，得出：最大