270km#183;h-1高速动车动强度分析.pdf

箩25卷I第4翱 中 国 铁 道 科 学 v(，I．25No．4 200 4年8月 CHINARAILWAYSCIENCE August，2004 文章编号：100t～4632(2004)04—0025—07 270 km·h。高速动车动强度分析 鲁寨军，田红旗，刘堂红 (中南大学列车安全实验室，湖南长沙410075) 摘 要：为使机车车辆在复杂的动态受力情况下，既有足够的强度和刚度，又达到轻量化的目的，将车体、 km·h 转向架构架及轮对轴箱均作为弹性体考虑。在合理模拟270 1高速动车悬挂元件、设备质量及各种载荷的 基础上，利用ANSYS软件瞬态动力学分析功能计算该车在270km·h，300km·h。1等速度下运行时的动应力， 得到应力一时间历程曲线。对车体主要部件的动强度进行研究，并与试验数据进行比较，结果比较吻合。进一 km·h 步分析表明：270 1高速动车除车体前、后两端变压器梁与牵引支座交接处最大应力达到了110MPa，其 它各点最大应力基本上都在100MPa以内；运行条件相同的情况下，受低激扰谱轨道随机不平顺激扰时车体的 km·h 应力低于受高激拢谱轨道随机不平顺激扰时的应力；列车运行于300 1时，车体总体应力大于列车运行于 270 km·h。时车体对应点的应力，且应力波动频率更高。 关键词：高速动车；动强度；计算机仿真 中图分类号：U260．1l文献标识码：A 在产品研制过程中的结构动强度仿真分析，周 I。，3u，(口d，，+fi—pu，，。一∥M。．。)dV— 期短、费用小，并且能多次反复进行，成为机车车 r 辆动强度分析的重要方法，国内外在产品研制过程 3u，(盯，，，2，一正)dS=0 (1) o毛 中都要进行动强度仿真分析。由于机车车辆系统结 构的复杂性，对整个系统进行动应力的仿真分析存 对式(1)的第一项I。，8u，盯¨dV进行分部积 在很多困难。过去，国内外在分析动强度过程中采 分，并代人物理方程，可得到： 用动化静的办法，而通过动应力仿真分析考核机车 r 车辆的动强度则处于起步阶段。我国对机车车辆部 (占￡jDij削e女，+3u，pu：，“+3ui∥“，，f)dV 件的动应力仿真分析进行了一定研究，如文献 r r 3u，TidS (2) =I3ui^dV+I [1，2]将转向架构架作为弹性体考虑，应用有限元 o V o≮ 瞬态动力学分析方法，探讨了209HS型转向架构架 将位移空间离散后的表达式代入式(2)，并注 直向通过道岔时的运动特性，特别是对动应力进行 意到节点位移变分6口的任意性，最终得到系统的 了研究。其构架动载荷的获得是在将车体、构架、 求解方程(运动方程)为： 轮对视为刚体的基础上通过动力学软件分析计算出 Mci(t)+C(￡)a(￡)+ 来的。本文将车体、转向架构架及轮对轴箱均作为 K(t)a(t)=F(t) (3