转K2型转向架制动梁故障分析及对策研究

论文摘要

制动梁是铁路货车转向架基础制动装置的重要组成部分,在列车运行中,承受着复杂的交变载荷作用,其使用性能的好坏,直接关系到铁路行车的安全。我国铁路全面提速后,制动梁故障情况严重,虽然进行过结构改进,但是都没有从根本上解决问题,因此,对制动梁进行力学性能分析,寻求新的改进方法具有较大的实际意义。本文对转K2型转向架制动梁的运用现状进行总结,并从工艺、结构设计、制造检修等方面探索解决制动梁在应用中不足的对策。以目前转K2型转向架较多用的L-B型组合式制动梁为例,采用计算机仿真方法,对L-B型制动梁的力学性能进行了深入的研究,并有针对性地提出一些解决方法。以制动梁实际受力情况为依据,利用有限元软件I-DEAS对L-B型制动梁建立了基于接触的有限元模型,并针对不同工况进行静强度等方面的仿真计算,得到该型制动梁各部件在特定工况下的受力状况以及静应力,给出了该型制动梁各部件的最大应力值。同时,指出了制动梁强度方面的薄弱环节,仿真分析结果表明应力较大部位与运用中故障多发部位相吻合。通过对L-B型制动梁的力学性能分析,给出了合理化的改进方案,并对改进方案进行了评价。对结构改进后的静强度进行了有限元计算,计算结果证明,改进方案有效降低了该型制动梁关键部件的最大应力,取得了较好的效果。利用有限元分析结果为疲劳分析提供应力数据,对该型制动梁的关键部件进行疲劳分析。经计算,L-B型制动梁的疲劳强度基本符合要求。论文的研究为该型制动梁的改进设计和结构优化提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 绪论
• 1.课题背景及研究意义
• 2.课题研究目的
• 3.课题研究内容和研究方法
• 第一章 有限元理论基础及相关软件介绍
• 1.1 有限元法简介
• 1.1.1 有限元法的基本思想
• 1.1.2 有限元法的分析步骤
• 1.1.3 有限元法在我国铁路行业中的应用与发展
• 1.2 I-DEAS 软件简介
• 1.3 弹性接触问题概述
• 1.3.1 接触算法
• 1.3.2 I-DEAS 接触算法原理
• 1.3.3 I-DEAS 软件中接触的定义
• 1.3.4 I-DEAS 接触分析时应注意的几个问题
• 本章小结
• 第二章 转K2 型转向架制动梁现状分析
• 2.1 旧型制动梁现状分析
• 2.2 新型组合式制动梁的研制与使用
• 2.2.1 新型组合式制动梁的研制
• 2.2.2 L-B 型制动梁的结构特点
• 2.2.3 L-B 型制动梁使用中存在的问题
• 本章小结
• 第三章 基于接触的L-B 型制动梁有限元分析
• 3.1 L-B 型制动梁的受力情况
• 3.2 L-B 型制动梁有限元模型的建立
• 3.2.1 几何模型的建立
• 3.2.2 单元类型的选择及网格划分
• 3.2.3 接触对的设定
• 3.2.4 材料属性及评定标准
• 3.2.5 边界条件的建立与载荷的施加
• 3.2.6 计算工况的确定
• 3.3 计算结果及分析
• 本章小结
• 第四章 L-B 型制动梁故障的对策研究
• 4.1 L-B 型制动梁故障的主要原因
• 4.2 L-B 型制动梁故障的对策研究
• 4.2.1 L-B 型制动梁架故障的对策研究
• 4.2.2 L-B 型制动梁闸瓦托故障的对策研究
• 4.2.3 L-B 型制动梁整体结构改进方案
• 4.3 基于接触的L-B 型制动梁改进结构模型有限元分析
• 4.3.1 改进结构有限元模型的建立
• 4.3.2 改进方案的计算结果
• 4.3.3 L-B 型制动梁改进前后有限元分析结果比较
• 本章小结
• 第五章 L-B 型制动梁闸瓦托疲劳分析
• 5.1 疲劳分析概述
• 5.2 L-B 型制动梁闸瓦托疲劳强度校核
• 5.3 结果分析
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢