有限元分析为进行对照分析原牵引座与改进牵引座均采用solid45实体单元,并控制总体单元尺寸相同来划分网格,整个计算模型,原结构共划分30538个节点,134850个单元,模型质量为113.31
kg;改进结构共划分36283个节点,167735个单元,模型质量为140.49
kg,改进后质量增加27.18
kg。
根据机车的牵引特性曲线,机车启动时牵引力最大为264
kN,机车牵引力随着机车速度的提高而降低,机车持续牵引力为206
kN。因此可确定机车持续牵引时牵引座承担的纵向力为103 kN,启动时牵引座承担的纵向力为132
kN。同时参考UIC615-1标准,牵引座属于转向架和车体的连接部件,必须校核承受转向架纵向30
m/s2和50
m/s2冲击时的强度。KZ4A型机车转向架设计质量为17.5x103 kg,算得牵引座承受30
m/s2和50
m/s2冲击时的冲击力分别为525
kN和875
kN。由上分析确定不同运行状况时牵引座承受4个不同大小的载荷(103,132,525和875
kND,按牵引座承受拉力、压力)确定载荷的加载方向,我们即可确定8种计算载荷工况。
加载方式和约束分析是保证模型分析结果的关键因素,不同的加载方式和约束状态会出现不同的分析结果。经仔细分析该牵引座的结构和受力情况,我们认为如下加载方式和约束状况是最恶劣的状况:
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