內(nèi)燃動車組動力包構(gòu)架強(qiáng)度評估技術(shù)研究

內(nèi)燃動車組動力包構(gòu)架強(qiáng)度評估技術(shù)研究

摘要：針對內(nèi)燃動車組動力包構(gòu)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題，以某內(nèi)燃動車組動力包構(gòu)架為載體，采用有限元方法，參考技術(shù)規(guī)范和EN12663標(biāo)準(zhǔn)，考慮動力包構(gòu)架縱向、橫向和垂向沖擊載荷工況，評估動力包構(gòu)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能，并對動力包構(gòu)架開展強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)證，為動力包構(gòu)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明，動力包構(gòu)架滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，。關(guān)鍵詞：內(nèi)燃動車組；動力包構(gòu)架；有限元；強(qiáng)度；試驗(yàn)1、引言內(nèi)燃動車組具有運(yùn)行速度快，編組靈活等特點(diǎn)，在低運(yùn)量情況下，鐵路線的投資成本大幅降低，同時(shí)車輛造價(jià)和運(yùn)營成本也比電力動車組低，被認(rèn)為是最佳的市郊和中短途城際交通工具。。本論文以某內(nèi)燃動車組動力包構(gòu)架為例，采用有限元方法，參照技術(shù)規(guī)范和EN12663標(biāo)準(zhǔn)，對動力包構(gòu)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析，并采用臺架試驗(yàn)方法，評估動力包構(gòu)架的強(qiáng)度性能，為動力包構(gòu)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。2、有限元模型牽引動力包構(gòu)架為“H”的結(jié)構(gòu)，主要由側(cè)梁組成、橫梁組成、發(fā)動機(jī)吊座、發(fā)電機(jī)吊座、靜壓泵座、散熱器座等拼焊組成，采用HyperMesh進(jìn)行網(wǎng)格劃分，模型以板殼單位為主，鑄件及鋼管采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，有限元模型共有單元370151個(gè)單元和358064個(gè)節(jié)點(diǎn)，有限元模型如圖2-1所示。圖2-1動力包構(gòu)架有限元模型3、計(jì)算工況參照車輛設(shè)計(jì)規(guī)范和EN12663標(biāo)準(zhǔn)，確定計(jì)算工況，主要靜強(qiáng)度計(jì)算工況如表3-1所示。表3-1動力包構(gòu)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算工況工況工況描述工況工況描述LC01縱向3g，垂向1gLC04橫向-1g，垂向1gLC02縱向-3g，垂向1gLC05垂向3gLC03橫向1g，垂向1gLC06垂向-1g4、計(jì)算結(jié)果分析在表3-1載荷工況下，動力包構(gòu)架應(yīng)力分布如圖4-1所示，最大當(dāng)量應(yīng)力為303.5MPa，小于Q345B材料的屈服強(qiáng)度345MPa，構(gòu)架強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。圖4-1動力包構(gòu)架應(yīng)力云圖5、臺架試驗(yàn)動力包構(gòu)架制造完成后，在試驗(yàn)臺上進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)證，試驗(yàn)測點(diǎn)布置如圖5-1所示，測試動力包樣件如圖5-2所示。靜強(qiáng)度工況下，動力包構(gòu)架的最大應(yīng)力為210MPa，小于材料屈服強(qiáng)度345MPa，靜強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。完成1000萬次疲勞循環(huán)加載后，對動力包構(gòu)架進(jìn)行磁粉探傷，結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生裂紋，疲勞強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。圖5-1動力包構(gòu)架測點(diǎn)布置圖5-2動力包構(gòu)架測試樣件6、結(jié)論通過對某內(nèi)燃動車組動力包構(gòu)架進(jìn)行仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證可知，靜強(qiáng)度工況下的最大測試應(yīng)力為210MPa，小于材料屈服強(qiáng)度345MPa。1000萬次疲勞載荷作用后，動力包構(gòu)架結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生裂紋，結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度