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技術文章:電動平車底架結構分析

       電動平車基本參數及鋼包車大底架結構鋼包車供線路質量符合國家級及以上標準軌距鐵路上使用,主要用于裝運電力、冶金、化工設備及重型機械、大型鑄鍛件等大、重型貨物。


       鋼包車大底架采用焊接結構,主要由側梁、枕梁、大橫梁、小橫梁及地板等組焊而成。鋼包車大底架材質主要為低合金結構鋼,枕梁下蓋板和腹板采用高強鋼。計算依據及計算軟件計算根據《鐵路車輛強度設計及試驗鑒定規范》的要求和車輛的基本參數進行。計算模型及邊界條件計算模型考慮到鋼包車大底架在其結構和載荷上的對稱性,取1/4模電動平車型進行計算。由于鋼包車大底架主要由板件焊接而成,因而在劃分網格時采用四節點板殼單元,局部采用三角形單元過渡。模型的離散結果是總體單元尺度為30mm,局部單元加密。


       計算工況本次計算的依據為《鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規范》,共選擇8種計算工況綜合考察鋼包車大底架的結構強度,這8種計算工況分別是:(1)自重以均布方式作用在結構體內;(2)載重,均布于側梁上相距8m、寬度為800的四個長方形區域內;(3)垂直靜載荷=自重載重;(4)垂直總載荷為垂直動荷系數,用增加0.1倍垂直靜載荷代替側向力的影響;(5)縱向拉伸載荷,作用于大底架上心盤;(6)縱向壓縮載荷1390kN,作用于大底架上心盤;(7)垂直總載荷 縱向拉伸載荷;(8)垂直總載荷 縱向壓縮載荷邊界條件為分析方便起見,取縱向為軸、橫向為軸、鉛垂向上為軸正向,設沿軸的線位移和角位移。


       模型的約束條件為:限制上心盤的縱向線位移,在鋼包車大底架橫向對稱面施加正對稱約束;在鋼包車大底架縱向對稱面施加正對稱約束。其中心盤處采用梁單元模擬。計算參數鋼包車大底架所電動平車采用的材料大部分,該材料參數如下:彈性模量泊松比材料密摘要:依據鐵路車輛強度設計及試驗鑒定規范的要求,文中對鋼包車鋼包車大底架結構進行了計算,并用軟件進行了應力、變形分析,制造業信息化。


       計算結果及分析:應力分析由于大底架主要承載部件是側梁,故本次計算重點考察側梁和枕梁的受力情況。對于上述1~8工況:鋼包車大底架結構在第8工況即垂直總載荷 縱向壓縮載荷工況下應力有最大值,最大應力為位置在心盤的圓形邊緣。第8工況下的整體應力分布,其中側梁處的最大應力。枕梁下蓋板的最大應力為301MPa,在心盤邊緣處。枕梁腹電動平車板的最大應力,位置在腹板加強環的外側。變形與剛度分析鋼包車大底架在垂直靜載荷作用下(第三工況)的結構整體變形,中央截面最大垂向撓度為出現在鋼包車大底架中央隔板附近處。


       根據《鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規范》規定,以結構最大垂直撓度與鋼包車大底架兩個心盤中心之距s的比值作為鋼包車大底架電動平車的撓跨比,來評定其垂直彎曲剛度。結論在垂直總載荷 縱向壓縮工況下,側梁的最大應力為小于許用應力。枕梁最大應力小于許用應力,滿足剛度要求。

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