多通道液压伺服加载标定试验台设计

论文摘要

随着我国高速铁路的快速发展,高速、重载对铁道车辆结构部件的性能提出了更高的要求,尤其是高速转向架的设计更需要由一套可靠、简便的理论来支持。多通道伺服液压系统的标定试验台可以用来标定构架所受载荷系的应力谱,并且结合线路实测数据来评定构架在运用条件下的载荷载荷特性。本文的主要工作就是设计计算标定试验台的机械结构部分并对伺服液压系统进行校核计算。首先,论文利用三维设计软件Pro/E对标定试验台的机械构件部分进行了设计建模,再用Hypermesh前处理软件划分网格并用ANSYS进行强度及模态分析计算。其次,由计算结果对设计方案不断修改,以使得计算结果达到设计要求为止。计算对象及内容主要包括铸铁平台、大小龙门架的强度计算,模态计算,螺栓组接触分析等。另外,对MTS公司提供的伺服控制系统进行校核计算,运用液压传动相关知识对本试验台的对称液压伺服系统进行传递函数方块图建模。最后,介绍了标定试验台的标定原理、方法以及步骤,并用CRH2200km/h动车构架作为标定对象,举例说明了转向架构架标定的整个过程。研究工作表明,本文设计的机械结构部件符合标定试验台的工作要求,MTS公司提供的伺服控制系统性能也完全符合试验台加载的工作需要。标定试验台建成后将对多种高速转向架构架进行标定试验,用以建立高速动车构架载荷谱,这将为我国高速动车组结构设计和可靠性试验评定关键性奠定基础。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 综述
• 1.1 转向架试验台的国内外现状
• 1.1.1 国外研究的现状和分析
• 1.1.2 国内转向架试验台发展的现状
• 1.2 课题研究的提出及意义
• 1.3 本文的主要任务
• 1.3.1 论文主要研究工作
• 1.3.2 本文构成
• 2 标定试验台的概述
• 2.1 机械构件部分
• 2.1.1 大龙门架概述
• 2.1.2 小龙门架概述
• 2.1.3 铸铁平台概述
• 2.2 液压伺服系统组成部件
• 2.2.1 作动器
• 2.2.2 电液伺服阀
• 2.2.3 伺服液压的油源系统
• 2.2.4 控制系统硬件
• 2.3 试验台液压伺服反馈系统的工作原理
• 3 标定试验台铸铁平台有限元计算
• 3.1 有限元方法及软件介绍
• 3.1.1 模型的离散化思想
• 3.1.2 ANSYS软件概述
• 3.2 铸铁平台静强度分析计算
• 3.2.1 铸铁平台的结构离散模型
• 3.2.2 边界条件的确定
• 3.3 ANSYS静强度分析计算
• 3.4 模态分析
• 3.4.1 模态分析理论概述
• 3.4.2 模态分析的基本方程
• 3.4.3 铸铁平台的模态分析
• 3.4.4 铸铁平台参数对模态计算的影响
• 3.5 本章小结
• 4 龙门架设计及有限元计算
• 4.1 龙门架结构强度理论计算
• 4.2 龙门架实验分析
• 4.2.1 实验数据采集
• 4.2.2 数据分析、得出结论
• 4.3 龙门架的有限元计算
• 4.4 螺栓组的接触分析计算
• 4.4.1 ABAQUS软件及非线性计算的概述
• 4.4.2 高强度螺栓组的计算与接触分析
• 4.5 小龙门架的设计及有限元计算
• 4.5.1 小龙门架的静强度计算
• 4.5.2 龙门架局部结构形式的比较
• 4.5.3 小龙门架的模态分析
• 4.6 本章小结
• 5 液压伺服系统的计算及建模
• 5.1 液压伺服系统元部件的计算校核
• 5.1.1 500kN双作用对称缸伺服作动器
• 5.1.2 293.32分油阀
• 5.1.3 油源的计算
• 5.2 对称液压缸伺服控制系统数学模型的建立
• 5.3 伺服阀控制对称液压缸位移控制系统方块图
• 5.3.1 系统基本方程
• 5.3.2 伺服系统方块图
• 5.4 本章小结
• 6 构架试验台标定
• 6.1 试验台构架标定的基本方法
• 6.2 构架标定的具体实例
• 6.3 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 学位论文数据集