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動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架三維實(shí)體仿真設(shè)計(jì)n答辯人：n指導(dǎo)教師：畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯第三章 三維建模及虛擬裝配3第一章 緒論1第二章 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)分析2第四章 強(qiáng)度分析4 5畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯目錄1.1 研究的背景和意義 隨著列車速度的不斷提高，要求列車各個(gè)方面的性能的要求越來越高。轉(zhuǎn)向架在整個(gè)車輛中扮演重要角色，它在維持車輛平穩(wěn)安全運(yùn)行方面起著重要作用。所以了解分析動(dòng)車組用轉(zhuǎn)向架十分具有研究意義。動(dòng)車組運(yùn)行對(duì)車輪車軸的要求特別高。所以研究符合我國實(shí)際情況的車輪車軸的強(qiáng)度分析，在現(xiàn)在這個(gè)車輪車軸不能完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的情況下是十分具有研究意義的。1.第一章 緒論2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)60年代，“東海道新干線”在日本投入運(yùn)營(yíng)，這是世界上第一條高速鐵路。20世紀(jì)80年代后期，日本在0系、100系、200系的基礎(chǔ)上開發(fā)了300系動(dòng)車組。隨著技術(shù)研究的不斷加深，又出現(xiàn)了500系用WDT9101/9102/9103型20余種轉(zhuǎn)向架。隨后，日本又研究了超輕量的500系、700系動(dòng)車組用轉(zhuǎn)向架，它們通過改善空氣彈簧、橫向減震器等新技術(shù)，降低車廂噪音，提高舒適度和環(huán)境適應(yīng)性實(shí)現(xiàn)了較高的性價(jià)比。2007年4月3日，AGV-V150以時(shí)速574.8Km在東部行駛，打破了世界紀(jì)錄。2007年12月22日，國產(chǎn)高速動(dòng)車組CRH2-300出廠，標(biāo)志著我國成為第五個(gè)能自主設(shè)計(jì)并制造出300Km/h動(dòng)車組的國家。2008年4月18日，CRH3型高速動(dòng)車組成功下線，標(biāo)志著我國成為世界上僅有的幾個(gè)能制造時(shí)速350公里高速動(dòng)車組的國家之一;2010年，CRH380A高速動(dòng)車組下線。2011年，CRH380B高速動(dòng)車組下線。目前我國動(dòng)車組用轉(zhuǎn)向架主要采用H型焊接構(gòu)架，磨耗性踏面，無搖枕結(jié)構(gòu)，主動(dòng)和半主動(dòng)懸掛裝置，有回轉(zhuǎn)阻尼，加裝彈性定位通過輕量化設(shè)計(jì)來減輕輪軌沖擊等。1.第一章 緒論2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯2.第二章 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)分析2.1 轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯軌距mm1435二系懸掛空氣彈簧最高運(yùn)營(yíng)速度km/h380二系縱向力傳遞方式枕梁固定軸距mm2500傳動(dòng)軸裝置平行軸傳動(dòng)裝置輪對(duì)內(nèi)側(cè)距mm1353牽引總功率（KW）9200新輪直徑mm920機(jī)械制動(dòng)輪盤制動(dòng)全磨損mm動(dòng)/拖860/830連掛運(yùn)行時(shí)通過的最小曲線半徑m150最大凈軸重（變形載荷）t174%單車運(yùn)行時(shí)通過的最小曲線半徑m：250一系懸掛螺旋圓柱鋼彈簧2.第二章 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)分析2.2 CRH380B轉(zhuǎn)向架構(gòu)成轉(zhuǎn)向架主要由輪對(duì)、軸箱、一系彈簧懸掛裝置、構(gòu)架、二系中央懸掛裝置、驅(qū)動(dòng)裝置（動(dòng)力轉(zhuǎn)向架有）、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置7部分組成。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架構(gòu)架為H型焊接構(gòu)架；圓錐滾子軸承單元，軸徑130mm；轉(zhuǎn)臂軸箱定位，一系懸掛是螺旋彈簧加垂向減振器；二系懸掛為帶有輔助橡膠堆的空氣彈簧直接支撐車體；在車體和轉(zhuǎn)向架之間裝有主動(dòng)控制的抗蛇行減振器；采用Z型拉桿牽引裝置。2015.062015.063.1 輪對(duì)輪對(duì)是轉(zhuǎn)向架和鋼軌的直接接觸部分，轉(zhuǎn)向架就是由它直接向鋼軌傳遞車輛重量。通過鋼軌間的黏著產(chǎn)生牽引力和制動(dòng)力，并通過輪對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛在鋼軌上的走行和導(dǎo)向。輪對(duì)分為動(dòng)車轉(zhuǎn)向架用和拖車轉(zhuǎn)向架用。動(dòng)車輪對(duì)由車軸、車輪（帶有制動(dòng)盤）、齒輪裝置及軸承構(gòu)成；拖車輪對(duì)由車軸、車輪（帶有制動(dòng)盤）、軸制動(dòng)盤以及軸承構(gòu)成。3.第三章 三維建模與虛擬裝配2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯3.第三章 三維建模與虛擬裝配2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯3.23.2 軸箱裝置、一系彈簧懸掛裝置軸箱裝置、一系彈簧懸掛裝置軸箱裝設(shè)在車軸的軸頸上，用來安設(shè)軸承，將輪對(duì)和側(cè)梁或構(gòu)架聯(lián)系在一起，固定軸距。軸箱裝置由防塵擋圈、軸承、軸承壓板、轉(zhuǎn)臂、箍、密封圈、軸端壓蓋組成。一系彈簧懸掛裝置包括一個(gè)由內(nèi)外彈簧組成的圓簧組彈簧裝置、軸箱定位裝置和垂向減震器。3.3 構(gòu)架CRH380B轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為H型焊接構(gòu)架，中空箱型構(gòu)。包括兩個(gè)側(cè)梁、兩個(gè)橫梁、橫向止擋座組成。側(cè)梁上焊有轉(zhuǎn)臂定位座、抗蛇形減震器座、空氣彈簧導(dǎo)柱、垂向減震器座、連桿座。橫梁上焊有牽引拉桿座、起吊止擋座。橫向止擋座上焊有制動(dòng)吊座管梁、制動(dòng)安裝連接板。3.第三章 三維建模與虛擬裝配2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯3.4 二系中央懸掛裝置二系懸掛裝置由空氣彈簧、抗蛇形減震器、橫向減震器、橫向緩沖器、牽引裝置等組成。3.第三章 三維建模與虛擬裝配2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯 牽引裝置牽引裝置由牽引梁、中心銷套、牽引拉桿、壓板、墊片等組成。3.第三章 三維建模與虛擬裝配2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯3.5 轉(zhuǎn)向架整體3.第三章 三維建模與虛擬裝配2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯4.1 彈簧的強(qiáng)度分析彈簧的最大剪應(yīng)力為彈簧的最大剪應(yīng)力為610610兆帕，小于兆帕，小于60SiCrVAT60SiCrVAT的許用應(yīng)力的許用應(yīng)力950950兆帕。彈簧強(qiáng)度符合材料要求。我們知道在實(shí)際工作中，兆帕。彈簧強(qiáng)度符合材料要求。我們知道在實(shí)際工作中，彈簧的破壞一般發(fā)生在彈簧內(nèi)側(cè)由圖可知剪應(yīng)力最大處發(fā)彈簧的破壞一般發(fā)生在彈簧內(nèi)側(cè)由圖可知剪應(yīng)力最大處發(fā)生在彈簧的內(nèi)側(cè)，與實(shí)際情況一致。生在彈簧的內(nèi)側(cè)，與實(shí)際情況一致。4.第四章 強(qiáng)度分析2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯4.2 車輪的強(qiáng)度分析按照按照標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)UIC510-5UIC510-5對(duì)車輪進(jìn)對(duì)車輪進(jìn)行行靜靜強(qiáng)度分析。強(qiáng)度分析。4.2.1工況一（直線運(yùn)行）通通過過有限元分析有限元分析結(jié)結(jié)果可知，在直果可知，在直線線運(yùn)運(yùn)行的情行的情況況下，下，車輪車輪的最大的最大應(yīng)應(yīng)力力為為78.8MPa,78.8MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小于標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)UIC 510-5UIC 510-5中中給給出的出的許許用用應(yīng)應(yīng)力。力。按照按照標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)度準(zhǔn)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)符合要求。最大符合要求。最大應(yīng)應(yīng)力出力出現(xiàn)現(xiàn)在踏面在踏面與與輪輪軌軌的接的接觸觸面，面，與與實(shí)際實(shí)際情情況況相符。相符。4.第四章 強(qiáng)度分析2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯4.2.2 工況二（曲線運(yùn)行）通通過過有限元分析有限元分析結(jié)結(jié)果可知，曲果可知，曲線線運(yùn)運(yùn)行情行情況況下，下，車輪車輪的最大的最大應(yīng)應(yīng)力力為為198Mpa198Mpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小于標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)UIC 510-5UIC 510-5中中給給出的出的許許用用應(yīng)應(yīng)力力355Mpa355Mpa。并并且最大且最大應(yīng)應(yīng)力出力出現(xiàn)現(xiàn)在在車輪車輪輻輻板板與與輪轂過輪轂過渡渡區(qū)內(nèi)區(qū)內(nèi)側(cè)圓側(cè)圓弧上，弧上，與與實(shí)際實(shí)際情情況況相符。相符。4.第四章 強(qiáng)度分析2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯4.2.3 工況三（道岔運(yùn)行）由有限元分析由有限元分析結(jié)結(jié)果可知，道岔果可知，道岔運(yùn)運(yùn)行情行情況況下，下，車輪車輪的的最大最大應(yīng)應(yīng)力力為為128MPa,128MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小于標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)UIC 510-5UIC 510-5中中給給出出的的許許用用應(yīng)應(yīng)力力355MPa355MPa。最大。最大應(yīng)應(yīng)力出力出現(xiàn)現(xiàn)在在車輪輻車輪輻板板與與輪轂過輪轂過渡渡區(qū)區(qū)外外側(cè)圓側(cè)圓弧上，弧上，與與實(shí)際實(shí)際情情況況相符。相符。4.第四章 強(qiáng)度分析2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯4.3 車軸分析按照日本按照日本標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)JIS-E-4501JIS-E-4501對(duì)車軸進(jìn)對(duì)車軸進(jìn)行行靜靜強(qiáng)度分析。強(qiáng)度分析。由由圖圖4.64.6可知，拖可知，拖車車軸車車軸的最大的最大應(yīng)應(yīng)力力為為59.159.1兆帕，出兆帕，出現(xiàn)現(xiàn)在在輪輪座座處處，根據(jù)，根據(jù)JIS-E-4502JIS-E-4502取取車軸輪車軸輪座座處處的疲的疲勞勞許許用用應(yīng)應(yīng)力力為為147MPa147MPa。顯顯然，然，車軸滿車軸滿足足靜靜強(qiáng)度需求強(qiáng)度需求。4.第四章 強(qiáng)度分析2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯結(jié)結(jié) 論論1、對(duì)CRH380B動(dòng)車組用轉(zhuǎn)向架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，其次選擇使用solidworks軟件對(duì)轉(zhuǎn)向架零部件進(jìn)行三維建模及虛擬裝配。通過裝配過程了解轉(zhuǎn)向架零部件之間的裝配關(guān)系。通過爆炸視圖，體現(xiàn)轉(zhuǎn)向架的各個(gè)部分組成，配合轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)分析清楚明了了解轉(zhuǎn)向架的構(gòu)成及各部分功能。2、運(yùn)用有限元軟件ANSYS WORKBENCH對(duì)車輪、車軸進(jìn)行有限元分析，依據(jù)JIS-E-4501標(biāo)準(zhǔn)表明車軸靜強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)UIC 510-5 標(biāo)準(zhǔn)表明車輪靜強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。3、運(yùn)用有限元軟件ANSYS WORKBENCH對(duì)一系彈簧懸掛裝置的外簧進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，結(jié)果表明其靜強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯謝 謝 ！2015.06畢業(yè)論文答辯畢業(yè)論文答辯