SDD7型機車車體的優化設計與試驗研究
2016-03-21 06:05:54郭麗娜秦文蔚
軌道交通裝備與技術
2016年2期
郭麗娜 張 歷 秦文蔚
(1.上海交通大學機械與動力工程學院 上海 200240；2.中車戚墅堰機車有限公司 江蘇 常州 213011)
SDD7型機車車體的優化設計與試驗研究
郭麗娜1,2張 歷2秦文蔚2
(1.上海交通大學機械與動力工程學院 上海 200240；2.中車戚墅堰機車有限公司 江蘇 常州 213011)
介紹了SDD7型機車車體的優化改進設計，利用有限元仿真工具對車體進行建模，計算分析車體的載荷、應力、變形、撓度等，依據計算結果提出優化改進設計方案并通過了試驗驗證。
機車車體； 有限元；仿真計算；應力值
近幾年國外對內燃機車的需求旺盛，中車戚墅堰機車有限公司(以下簡稱戚墅堰公司)出口國外的內燃機車呈現逐年增加的局面，但要求也越來越高，主要體現在機車的技術性能及可靠性方面，因此本文主要研究如何優化機車車體的設計。
1 車體有限元建模
定義優化前的車體設計為SDD7o (SDD7 Original Addition)，優化后的車體設計為SDD7。本次建模計算以待優化車型SDD7o機車車體為對象，圖1所示為SDD7o型機車車體幾何模型，參照TB/T 2541—1995《內燃、電力機車車體靜強度試驗方法》，通過有限元分析得到機車在3種不同工況下的應力分布及形變。
工況及載荷：(1)垂向靜載荷為559 kN；(2)縱向壓縮載荷為2 000 kN；(3)救援載荷為(430+186.2) kN。材料：Q345E鋼，彈性模量E=2.06×1011Pa，泊松比μ=0.3，屈服強度σs=345 MPa；垂直載荷工況下的許用應力：σ1=0.6σs=207 MPa；其他工況下的許用應力：σ2=σs=345 MPa。
圖2為SDD7型機車車體的有限元模型，采用殼單元與梁單元劃分，共591 439個單元，1 311 830個節點。
圖1 SDD7o型機車車體幾何模型
圖2 SDD7型機車車體有限元模型
2 結構優化設計與計算……
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