基于Abaqus的新型鐵路信號繼電器設計

郜新軍， 禹志陽

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 通信信號研究所，北京 100081）

0 引言

20 世紀60 年代，我國自主研制成功AX 系列信號繼電器，作為信號設備中用量最大的基礎安全元件，在我國軌道交通自動控制系統中發揮了巨大作用。但隨著科學技術的進步，信號系統功能不斷升級［1］，AX系列繼電器在設計、工藝、材料等方面逐漸暴露出不足與缺陷，為適應我國軌道交通事業的迅猛發展，迫切需要研制新型鐵路信號繼電器。

傳統鐵路信號繼電器的設計方法是依據機械手冊進行理論計算，再通過樣機測試驗證設計合理性，研發周期長且成本高。Abaqus 作為一款通用的有限元仿真分析軟件，不僅適用于單個零部件，而且可進行系統級仿真。與傳統研發方式相比，Abaqus 的建模功能強大，在校核設計方案、保證產品質量、改進產品設計、降低產品成本、加快研發進度、提高產品強度和壽命等方面優勢顯著［2］。

隨著有限元分析技術的發展，國內外諸多學者已開展基于有限元分析軟件的繼電器產品設計研究。蘇秀蘋等［3］運用Abaqus對磁保持繼電器中柔體部件彈片進行建模，并對彈片的反力特性進行有限元分析；王其亞等［4］采用虛擬樣機軟件Adams 建立簧片銜鐵鉚接式繼電器模型，仿真計算簧片在不同折彎角度下反力特性；藍承燕等［5］借助Adams 對虛擬機械系統進行運動學和動力學分析，通過交互式圖形環境及零件、約束、載荷等建立三維參數化模型，自動輸出位移、速度、加速度和反作用力等，以動畫和曲線圖的形式顯示仿真結果。……