萬向軸保護架強度分析

王 儉

中車長春軌道客車股份有限公司

萬向軸保護架強度分析

王 儉

中車長春軌道客車股份有限公司

根據萬向軸保護架的三維實體模型，利用Hypermesh軟件建立了保護架的有限元模型，借助ANSYS軟件對其進行了靜力分析，驗證了保護架強度的安全性。

保護架；強度；有限元

鐵路是國家重要基礎設施、國民經濟大動脈和大眾化交通工具，對我國社會經濟又好又快發展和國防起著不可替代的全局性支撐作用。為了滿足列車高速運行時的動力學性能,高速動車驅動裝置多采用體懸或架懸的結構方式,需要采用聯軸器以適應輪對的自由運動[1]。為了避免萬向軸斷裂造成其它危害，在萬向軸附近安裝保護架以進行相應的防護。本文利用計算機輔助設計技術，計算了是由鋁合金板材構成的保護架強度，對結果進行分析以驗證保護架是否可以保證行車安全。

一、保護架強度計算方案設計一

新方案中保護架主體結構彎梁所用材料為6082-76，泊松比為0.33，屈服強度為260MPa,極限強度為310MPa；其余部分材料均為Q345，泊松比為0.29，屈服強度為345MPa，極限強度為470MPa。

二、工況說明（如圖1）

工況1:齒輪箱端斷裂(加載位置:1和3)。

工況2:齒輪箱端斷裂(加載位置:2和4)。

工況3:電機端斷裂(加載位置:3)。

工況4:電機端斷裂(加載位置:4)。

圖1

靜力計算結果如圖2所示。

圖2 靜力計算結果圖

結果表明在工況B-2載荷作用下，結構仍處于彈性狀態。

三、結論

本文通過對萬向軸保護架的強度進行了分析。靜力計算結果表明：最大等效塑性應變只有0.5%，表明在工況A-2載荷作用下，結構只有很小部分進入塑性狀態，不至于發生斷裂。保護架各工況載荷下，結構均沒有達到塑性狀態，結構安全。以上結論表明，當萬向軸斷裂垂向及橫向撞擊保護架時，部分工況下，結構小部分會進入塑性狀態，但保護架總體仍然在安全范圍以內，不至于發生斷裂。

[1]羅赟,金鼎昌.架懸機車驅動裝置懸掛參數規律的研究[J].中國鐵道科學,2007,28(4):36-42.LUO Yun,JIN Ding-chang.Research on the Rules of Sus-pension Parameters to Driving Equipments Suspended inBogie Frames[J].China Railway Science,2007,28(4): 36-42.