基于workbench的內燃機車冷卻室結構分析

胡宇軒王 萌

(1新都一中 四川成都 613600 2四川大學 四川成都 613000)

基于workbench的內燃機車冷卻室結構分析

胡宇軒1王 萌2

(1新都一中 四川成都 613600 2四川大學 四川成都 613000)

針對機車在實際運用中處于不同的工況對機車冷卻室鋼結構的組成部件造成沖擊破壞問題，運用預加載靜力分析理論進行求解計算。根具實際機車設計要求進行建模， 并且運用小變形理論，對模型進行靜力-模態分析，得到形變云圖及應力云圖。

靜力分析；模態分析；理論設計

1、概述

本文主要針對機車在實際運用工況中，對機車冷卻室鋼結構組成部件造成沖擊破壞的問題進行分析研究。根據機車的實際需求進行建模，并且對模型進行加載求解。運用小變形理論進行分析，得到靜力—模態分析結果。

2、構建模型及確定相關分析數據

根據用戶要求，選擇對應的材料，并且尺寸及外形的確定參照成熟的內燃機車模型。材料選擇Q235鋼材，散熱器及百葉窗質量為2300kg,冷卻風扇質量為720kg,冷卻風扇扭矩為1112N*M。建立模型如下圖一：

圖一

3、加載求解及相應的結果

模型的材料為Q235鋼，選擇相對應的彈性模量，泊松比，以及質量密度等相關參數，同時，加載散熱器及百葉窗質量為2300kg,分布在機車頂部安裝座，冷卻風扇質量720kg,加載于冷卻風扇安裝座上，同時加載冷卻風扇扭矩1112N*M。加載的固定約束為全約束，各接觸方式確定為焊接方式，工況為縱向4g及垂向1g工況，設定機車的運行頻率為20赫茲。

經過加載求解后，得到位移及應力云圖如圖2：

圖二

由計算結果可以看出，應力最大的位置處于整個鋼結構安裝底座的位置，最大的應力值為232.73Mpa,而選用的鋼材型號為Q235，最大屈服極限為235Mpa,在允許的范圍之內，但是機車在實際工況中，影響機車結構因素很多，因此，對于安裝位置即應力最大位置處的結構需要進行后期進一步優化處理。

4、結束語

針對機車處于實際工況下易遭沖擊對部件產生破壞的問題，根據實際情況建立三維模型，結合小變形理論，對模型進行靜力-模態分析，得到形變云圖及應力云圖。求得整個鋼結構的最大破壞強度為187.27Mpa,遠小于材料的極限屈服強度235Mpa,同時改進底座裝配方式，螺座和螺栓相結合，極大改進抗拉、抗剪能力。整個方案符合設計要求。

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1007-6344（2017）05-0142-01