HXD_2型电力机车轮对压装过程仿真分析

采用大型有限元分析软件ANSYS对轮对压装过程进行接触问题的动态有限元分析,模型采用HXD2型电力机车的轮对模型,轮轴材料采用课题组得到的轮轴应力应变本构曲线。通过采用不同的过盈量,摩擦系数进行仿真分析,得到其对轮毂孔、轮座面的Mises应力沿轮轴接触面轴向位置的分布的影响,以及其对压装压力曲线的影响。同时还将根据得到的压装压力曲线及实际图纸要求的过盈量来为本轮对压装时采用的摩擦系数得出一定的范围,供实际应用参考。     

过盈量对轮轴压装过程的影响

为提高轮轴压装过程中轮对的检查验收合格率,利用ABAQUS软件依据试验数据以及不同参考标准建立轮轴压装过程的动态有限元模型,对压装力以及轮座与轮毂孔配合面之间的等效应力进行分析。结果表明:在轮轴压装过程中,轮座与轮毂孔配合面之间的过盈量对压装结果影响较大,建议按照我国的铁道标准规定的过盈量取值范围进行加工,可提高轮轴压装的合格率。综合分析压装过程中轮轴间等效应力的变化以及压装结束后等效应力的分布状态,总结出应力集中的位置,为轮轴探伤提供一定的参考依据。     

轮对压装的有限元分析

通过运用ANSYS有限元分析软件对铁道车辆轮对进行建模、仿真分析,得到轮对的应力云图,应变云图压装曲线及终点压力等数据,从压装速度、摩擦系数和过盈量三个方面出发讨论上述三参数对压装过盈面力学问题的影响。最后得出满足规定要求的摩擦系数、过盈量的控制范围。     

发动机连杆衬套微动特性分析

针对某型发动机连杆衬套和连杆小头过盈配合引起的微动现象,应用有限元对连杆小头组件爆压时刻的接触过程进行仿真分析;选取过盈量和摩擦因数为试验因子建立正交模拟试验方案,得到过盈量和摩擦因数对连杆衬套微动特性影响规律。结果表明,随过盈量的增大,连杆衬套接触压力增大,摩擦应力减小;随摩擦因数的增大,连杆衬套接触压力先增大后减小,摩擦应力增大;连杆衬套和连杆小头接触面间摩擦因数对连杆衬套微动特性影响显著。     

过盈联接压装质量影响因素研究

对衔铁与弹簧管的压装进行有限元分析,确定了压装质量的主要影响因素是过盈量和摩擦系数。分析结果表明过盈量对最大压装力数值、等效应力和接触应力的分布有很大影响,而摩擦系数只对最大压装力有影响,因此过盈量对压装质量的影响更大。     

穿舱电缆填料函密封结构有限元分析

利用Abaqus软件建立穿舱电缆填料函密封结构的二维轴对称模型,对填料函中填料在安装状态下的变形及力学行为进行有限元分析,分析填料轴向预压缩量、接触面过盈量、接触面摩擦因数对填料函密封性能的影响。结果表明:预压缩量对填料轴向位移、接触面径向位移、径向接触应力的影响程度较大,三者均随着预压缩量的增大而增大;预压缩量一定,接触面过盈量对填料轴向位移影响程度较小,在指定轴向位置处,接触面径向应力随着过盈量的增长呈线性增长;摩擦因数对径向接触应力影响程度较小,随着摩擦因数的增大,径向接触应力略有增长。     

电液伺服阀衔铁组件过盈联接有限元分析

以衔铁组件过盈联接压装过程为例,采用有限元分析软件ANSYS Workbench对其进行弹塑性分析,获得衔铁组件过盈联接的最大等效应力和最大压装力,并进一步研究了过盈量、摩擦系数和形状误差对衔铁组件过盈联接的最大压装力和最大等效应力的影响规律,从而确定过盈量的合理范围,进而确定压力-位移曲线的合理范围。随机抽取18套零件在已研制的压装设备进行压装实验。将有限元分析结果与实验结果进行对比,验证了有限元分析结果的可靠性,为衔铁组件过盈联接压装质量判断提供了一定的理论基础。     

基于有限元仿真的轴承收口拉脱力估算

针对UG6轴承建立了轴承安装固定工艺分析的有限元模型,模拟了压装、收口、拉脱全过程轴承和轴承座变形情况,分析了收口后轴承与轴承座的应力应变和径向位移分布,得到了收口后拆卸轴承的拉脱力变化曲线,研究了过盈量、摩擦因数、收口深度以及材料参数对拉脱力的影响。     

轮轴几何参数在轮对压装中的应用分析

在轮对压装过程中,轮轴的圆柱度、过盈量等几何参数的变化对产品合格率有很大的影响。我们通过对轮轴压装过程中车轮与车轴的受力分析,找出影响轮对压装力曲线的影响因素,并针对这些影响因素提出合理建议,防止出现曲线末端平直及降吨现象,提高轮对压装的合格率。     

动车组空心车轴强度校核方法研究

对某动车组空心车轴进行了受力分析,计算了作用在车轴各个截面上的最大弯曲应力幅,依据EN 13104和EN13261标准,对几个主要截面处该车轴疲劳强度进行了校核,结果表明车轴轮座内侧3/4截面处疲劳强度安全系数为1.22。建立了某轮对采用过盈配合的车轴在承载状态下紧急制动时的轮对有限元静力学计算模型,计算了不同压装过盈量下的等效应力,结果表明压装过盈量为0.248mm且紧急制动时时,车轮最大等效应力接近其许用应力。     

HXD型电力机车轮对压装智能选配系统的研制

利用车轴轴座和轮饼毂孔尺寸的公差配合理论,以车轮和车轴过盈量作为选配参考依据,建立和谐型电力机车轮对选配数学模型.开发一套可视化的操作软件,将轮对选配数学模型用C#语言进行编程.在HXD型电力机车轮对压装智能选配系统中输入车轴轴座和轮饼毂孔尺寸数据,通过程序计算车轮和车轴过盈量并选配出一组最优组合数据,实现智能选配.     

发动机链条的微动接触有限元分析

为分析外链板和销轴接触面的过盈量与摩擦因数对配合表面微动磨损的影响,应用Ansys有限元软件对其接触面应力进行有限元分析,分别计算不同过盈量和不同摩擦因数下,接触面上可能最先发生微裂纹的接触线上的接触状态(黏着区、滑移区和张开区)和应力分布情况.结果表明,接触线上拉应力与剪应力在接触线的黏滑交界点处都达到极大值,使得微动裂纹更易于在此处萌生与扩展;通过改变接触面摩擦因数与过盈量,可以对黏滑交界点的位置(微动裂纹萌生扩展的位置)进行调整.     

高温含砂原油中等壁厚螺杆泵定子衬套磨损分析

为研究高温采油工况下螺杆泵定子衬套的磨损情况,将定子橡胶在高温含砂原油中进行摩擦学试验,测出橡胶的摩擦因数。运用有限元分析方法,对螺杆泵等壁厚定子橡胶衬套进行接触非线性计算,研究工作压差、过盈量以及摩擦因数等多因素对定子衬套磨损的影响。分析结果表明：在工作温度60℃、压差0.5MPa的工况下,橡胶衬套最大等效应力和等效应变出现在定子衬套外侧,最大等效应力和等效应变随着过盈量和摩擦因数的增大而增大,摩擦因数对定子橡胶衬套的磨损影响相对较小,选择合适的过盈量有助于减小磨损,提高效率。     

小半径曲线钢轨波磨预测模型及在波磨抑制中的应用

根据摩擦自激振动引起钢轨波磨的观点,建立地铁小半径曲线轨道钢轨波磨预测模型;在原有的轮轨系统有限元模型之上将车轮和车轴分离开来,建立带有摩擦接触属性且设置过盈配合的轮轴接触关系模型,探讨车轮和车轴过盈配合模拟方式和整体式轮对模拟方式对波磨预测结果的影响。结果表明:轮对采用车轴和车轮过盈配合模拟方式得出的轮轨系统主要不稳定振动频率,更接近现场实测的波磨频率,表明轮对采用过盈配合模拟方式时计算结果要优于整体式轮对模拟方式,从而可提高钢轨波磨预测的准确性。利用建立的钢轨波磨预测模型研究了单侧轮轨摩擦因数对钢轨波磨的影响,结果显示,控制外侧轮轨的摩擦因数对钢轨波磨影响较小,适当减小内侧轮轨的摩擦因数有助于抑制钢轨波磨。     

变速器过盈配合接触非线性分析

近年来变速器装配涉及的齿轮、轴承压装工艺被广泛应用,对高速旋转齿轮及轴承的装配质量提出了更高要求。本文利用有限元分析软件ABAQUS对光轴过盈配合进行接触非线性分析,针对冷压和热压两种方法研究摩擦系数、过盈量对装配应力的影响。本文采用有限元分析方法对变速器过盈配合进行非线性分析,研究成果对改进装配工艺,提高产品质量具有参考意义。     

伺服电缸在发动机座圈和导管压装的应用与研究

为了提高压装机对缸盖座圈、导管的压装质量,介绍了压装机压缸的种类及伺服电机压缸的特点,采用理论和试验研究相结合的方法分析了电缸压装缸盖座圈的压力与过盈量的关系、导管压装力与润滑油用量的关系,并提出了最佳的座圈压装过盈量和压装导管的润滑油量。研究结果表明:1)电缸压装机压装缸盖座圈压力曲线与过盈量有关并提出最佳的过盈量0.08～0.10 mm进行座圈压装; 2)电缸压装机压装导管时保证导管和缸盖底孔之间有润滑油膜附着可压装合格,压力曲线与喷的润滑油量关系不大,但无润滑油压装导管造成缸盖报废同时会降低压机寿命,本文建议使用润滑油喷涂频率1次/秒。     

过盈连接组件超声辅助压装减摩分析

过盈连接组件采用传统压入式方法装配时,由于组件界面间摩擦力较大,造成磨损严重,装配后连接力降低。为了减小过盈连接组件压装时的摩擦力,提出一种超声辅助压装技术。试验表明,在压头上施加轴向超声振动可以显著降低组件压装过程中的界面摩擦力。实验结果显示,过盈量越小,超声振动冲击带来的减摩效果越明显。当过盈量为14μm时,引入超声振动冲击后的摩擦力可减小29.12%。采用Abaqus软件建立过盈连接组件二维轴对称有限元模型,探讨不同过盈量的过盈组件在超声振动冲击影响下的界面摩擦行为。将仿真计算得到的摩擦力与实测值进行比较,仿真值与实验测量值相符,模型合理。然后利用该模型仿真分析超声压装过程中的振幅、频率、压装速度、过盈量、摩擦系数和减摩率的关系,结果表明:压头振动频率和压装速度对减摩率无影响;一般引起摩擦力增大的因素(过盈量增加、摩擦系数增加)都会使减摩率降低;其它因素不变时,压头振幅增加,减摩率增加。     

用有限元分析铁道车辆轮轴压装

采用ansys有限元分析软件对轮对压装进行仿真计算,得出接触单元应力云图,绘出轴端结点支反力,说明过盈量、粗糙度对压装的影响.另外结合弹塑性理论,说明轮轴定位精度不高,引入不正的危害性,提出解决措施.     

柴油机连杆衬套微动特性研究

针对某型柴油机连杆小头和衬套过盈配合引起的微动现象,建立了连杆小头-衬套-活塞销三体接触的有限元模型,应用有限元法求解计算得到了不同参数下衬套的等效应力和变形变化规律。结合接触力学理论,分析了连杆摆角、过盈量和摩擦因数等不同参数对衬套微动特性的影响规律。分析结果表明,随着过盈量的加大,衬套的摩擦应力、接触压力和摩擦功不断的增大,而微动幅值呈不断减小的趋势。随着摩擦因数的降低,衬套的接触压力变化较小,摩擦应力和摩擦功不断减小,而微动幅值呈不断增大的趋势。应适当增大过盈量并减小衬套的摩擦因数来减缓微动磨损。     

三角形摩擦块粉末压制模拟分析

三角形摩擦块在压制过程中出现裂纹、掉角等缺陷,严重影响压坯的使用性能。采用MSCMarc软件对三角形铜基粉末冶金摩擦块的压制过程进行有限元模拟分析,研究压制方式、摩擦因数、保压时间等参数对摩擦块的应力及相对密度分布的影响。结果表明：与单向压制方式相比,双向压制制备的粉末压坯相对密度较大,密度均匀性好;摩擦因数对摩擦块相对密度和等效应力分布的影响较大,摩擦因数越小,摩擦块密度均匀性越好,等效应力越小且分布越均匀,而保压时间对摩擦块相对密度和等效应力分布的影响较小。对原压制工艺进行改进,提出较为经济实用的压制工艺方案。