车架装退套机结构研究及运动仿真

论文摘要

为了保证列车行驶的安全性,各国铁路并未全部采用一样的维修制度,而是根据各国铁路状况制定适合自己国情的维修制度。我国政府规定每四年必须对车架进行一次大修,同时必须更换车架悬挂刹车装置中吊耳的耐磨套(奥贝合金套)。已设计出的装退套机虽然能够解决装退套的问题,但其重量不利于工人手持操作需要进行辅助支承来进行工作,不能灵活地改变工作位置,而且操作工人的劳动强度大,工作效率低。 本文通过分析装退套机的工作流程,提出装退套机辅助支承的解决方案,并设计出辅助支承的结构。它能够减轻工人的劳动强度,提高了工作效率,并能适应工作位置灵活变动的要求,还能有效地利用空间。 本文做的主要工作是:基于装退套机现有设计模型和其工作场地的要求,设计了装退套机的辅助支承系统;使用三维造型软件UG(Unigraphics)进行辅助支承零部件的造型设计;在辅助支承结构设计中一些结构是根据经验公式设计的,所以要对最终设计结果需要进行进一步的分析。在本论文中,采用了UG的有限元分析模块对设计的关键部件——旋转臂进行了有限元分析。在前置处理中对其进行合理简化,定义载荷、边界条件和材料,划分网格,然后进行有限元分析求解,得到变形和应力等的分析结果,并在后置处理中进行整个辅助支承结构的优化得到最终满足设计要求的结构设计;最后,在UG的运动仿真模块进行整个装退套机的运动学仿真分析来验证结构设计的合理性。运动仿真的分析结果为试验样机的试制和以后的结构改进提供了依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 车架装退套技术现状
• 1.2.2 机械 CAD设计发展现状
• 1.2.3 计算机仿真发展现状
• 1.3 课题研究的目的、意义、内容和技术方法
• 第2章 辅助支承系统设计方案的确定
• 2.1 工作对象的研究
• 2.2 支承结构原理方案的研究
• 2.2.1 支承立柱结构的研究
• 2.2.2 悬臂结构的研究
• 2.2.3 执行部件吊装方案的研究
• 2.2.4 支承结构设计方案的拟定
• 2.3 行走部件设计方案的拟定
• 第3章 支承系统的三维建模
• 3.1 三维建模平台的选择
• 3.1.1 UG软件的介绍
• 3.1.2 UG软件的特点
• 3.1.3 UG功能的介绍
• 3.2 主要零部件的建模
• 3.2.1 辅助支承部件
• 3.2.2 行走机构
• 第4章 辅助系统载荷分析及稳定性研究
• 4.1 有限元分析的简介
• 4.2 UG软件有限元模块的介绍
• 4.2.1 特点的介绍
• 4.2.2 有限元分析的一般步骤
• 4.3 主要部件的结构分析及优化
• 4.3.1 旋转臂的结构和优化研究
• 4.3.2 其他零部件的优化研究
• 4.4 系统的稳定性研究
• 第5章 辅助机构的运动仿真
• 5.1 UG机构运动仿真的简介
• 5.1.1 UG机构模块基本概念的介绍
• 5.1.2 UG运动仿真的基本步骤
• 5.2 辅助支承系统运动仿真
• 第6章 结束语
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 参考文献