存在轮齿裂纹的机车轮对驱动单元动力学性能研究

为仿真轮齿裂纹对轮对驱动单元动力学性能的影响,利用多体动力学软件SIMPACK,在不采用Gear-pair力元的前提下,通过移动Marker、函数表达式以及输入函数等建立齿轮副啮合振动模型,并将其应用于机车轮对驱动单元动力学模型进行仿真分析。仿真结果表明,齿轮副啮合振动模型计算结果与Gear-pair计算结果相差在10%以内;齿轮副啮合振动表现出刚度的时变特性;小齿轮分度圆裂纹将引起轮对驱动单元在时域上表现出冲击特性;当裂纹达到一定深度(刚度减小到一定值)时,轮对驱动单元在频域上表现出小齿轮的转速基频,因此,可通过频域分析达到故障诊断的目的。     

独立通风型SS9电力机车齿轮温度场分析

在ANSYS软件中建立了独立通风型SS9电力机车齿轮有限元模型,利用ANSYS软件的温度分析模块,对齿轮副温度场进行了计算,所得的结果为齿轮副设计提供了较好的理论参考。     

高速列车齿轮箱齿轮副接触应力分析

高速列车齿轮箱内的齿轮副的强度为列车安全运行的关键因素,以我国自主研发的某高速列车转向架齿轮箱齿轮副为研究对象,通过建立齿轮系统三维实体模型,通过SOLIDWORKS简化并建立有限元仿真模型,利用ANSYS WORKBENCH对齿轮啮合部位进行静态和瞬态力学分析。理论计算值和仿真分析结果都在强度安全范围之内,符合设计要求。在瞬态分析时发现,在齿轮启动阶段接触应力较大且出现应力波动,对齿轮系统的可靠性有一定的不利影响。     

高速铁路大跨度钢管混凝土拱桥车桥耦合振动仿真分析

以鸭池河桥为工程背景,建立车-桥系统耦合振动分析的数值仿真模型。利用大型通用有限元软件ANSYS建立桥梁的动力分析模型,并计算其空自振特性。通过多体动力学软件SIMPACK对于CRH3动车组模型进行高精度仿真,结合SIMPACK软件和ANSYS软件,建立车桥耦合振动仿真系统,输入轨道不平顺和轮轨关系进行车桥耦合振动计算。车桥耦合振动分析结果表明:桥梁具有足够的刚度,振动状态良好;车辆运行安全性可以得到保障,舒适性指标为"优良"。该桥的车桥耦合振动计算结果为今后类似桥梁设计提供了借鉴,同时也验证了联合仿真的可行性和便利性。     

基于有限元法的渐开线斜齿轮接触强度分析

文章以高速动车组传动斜齿轮副为例,分析了斜齿轮在传动过程中的齿面应力分布,并用有限元分析软件Workbench计算了不同刚度系数下的齿轮接触应力。将有限元分析结果与解析法计算出来的结果进行对比分析,验证有限元计算方法的有效性和可靠性。所进行的研究工作对渐开线斜齿轮副设计具有重要的参考价值。     

机车车辆齿轮轴裂纹的传动系统振动特性分析

车辆服役过程中,某型机车车辆齿轮传动系统经常出现小齿轮轴裂纹等失效现象。为掌握齿轮轴裂纹状态下传动系统的振动特性,更加有效支撑系统的故障诊断,文章通过齿轮啮合、悬挂系统将齿轮传动系统集成到整车动力学模型中,建立包含齿轮传动系统的机车车辆动力学模型。该模型综合考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、轨道几何不平顺及轮轨接触等非线性因素,并通过机车车辆线路实测数据验证所建模型的有效性,同时详细研究不同裂纹深度下的机车车辆齿轮传动系统振动特性。结果表明,机车车辆齿轮传动系统的振动特性受到轴裂纹的影响,其传动平稳性随着裂纹深度的增加会逐渐恶化。该研究结果可为后期的机车车辆齿轮传动系统故障诊断提供理论支撑,对机车车辆的运营维护具有实际指导意义。     

货物列车作用下南广高速铁路郁江特大桥车桥动力仿真分析

南宁—广州高速铁路郁江特大桥为客货共线铁路,为了确保货物列车的走行性能及桥梁的振动性能,需要进行车桥动力仿真分析。选用代表性的1节DF4+20节C62作为货物列车编组,采用SIMPACK软件建立列车多体动力学模型,确定车辆和桥梁两个相对独立子系统的动力学评判指标并综合给出了评判标准。在此基础上基于多体动力学软件SIMPACK和有限元软件ANSYS联合仿真技术,仿真计算了货物列车以不同运行速度通过桥梁时的车桥动力响应。结果表明:在计算速度范围内未发现明显的共振车速(或敏感车速);桥梁挠跨比和振动加速度均满足限定要求;车辆运行安全性和平稳性都有一定的储备。     

基于Romax刚柔耦合模型的隧道牵引机车用车轴齿轮箱设计

以齿轮传动分析软件Romax为建模平台,借助三维软件Inventor和有限元前处理软件Hypermesh,建立了包含柔性车轴和柔性箱体在内的隧道牵引机车用车轴齿轮箱的刚柔耦合模型。在综合考虑柔性体变形、轴承间隙和齿轮啮合错位的基础上,依据载荷谱进行了齿轮修形设计、齿轮疲劳强度、轴承寿命和箱体静强度及模态的校核计算。计算结果和实际运行情况表明,该刚柔耦合模型用于车轴齿轮箱的设计开发是可行的。     

机车电机主动齿轮轴轴承布置分析

研究了现有的3种机车电机主动齿轮轴轴承布置方式.从轴承寿命和齿轮啮合2个方面对3种布置方式进行比较.使用有限元软件ANSYS计算分析了3种结构的齿轮轴变形和齿轮啮合时的应力.计算结果表明:主动齿轮轴两端支撑结构对轴承受力和齿轮啮合最有利.与传统主动齿轮悬臂结构相比两端支撑结构的轴承寿命提高了17.51倍、轮齿接触应力降低45.7%、轮齿齿根弯曲应力减小62.8%.     

轨道整体刚度对车辆和轨道动力性能的影响

以车辆-轨道耦合动力学理论为基础,结合移动式线路动态加载试验车在京广高铁线路测试的试验数据,利用有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK建立联合仿真模型,分析运行速度为200,250,300,350 km/h时,不同轨道整体刚度下车辆和轨道的动力性能。计算结果表明:车辆运行速度为300 km/h时,轨道整体刚度宜控制在75~100 k N/mm;车辆运行速度为250或200 km/h时,轨道整体刚度宜控制在65~100 k N/mm。研究结果可为高速铁路线路的养护维修更加合理的轨道刚度设计提供依据。