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车辆在运行过程中导向系统的有限元分析

2024-05-01 20:33阅读：

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编辑：杭州那泰科技 www.nataid.com
车辆在运行过程中导向系统的有限元分析
有限元分析除建立车辆模型外，还需要构建三维路面模型，这里是通过构造一系列三角形单元来建立一个轨道路面和两个导向路面。为考察车辆系统曲线通过时导向架的应力分特征，按实际路况设置了一条曲线轨道，轨道参数为，一段平直线100 m，一段缓曲线120m，一段圆曲线360 m，圆曲线半径为720 m，由于轨道曲线半径较大，超高设为零。
仿真时车速设定为72 km。数值仿真结果，四组导向架弹簧力变化曲线如图所示，图中“前内弹簧”是指位于弯道内侧前面的导向架弹簧，“后外弹簧”是指位于弯道外侧后面的导向架弹簧，其他与此同。由于前内弹簧力变化幅值最大，故位于前内弹簧处的导向架纵向力和垂向力值得关注，它们随时间的变化如图所示。
由图可见，巡检车由直线轨道进入曲线轨道时，弯道内侧前部导向架弹簧受力较大；弯道外侧导向架弹簧受力较小。同时有较明显的横摆运动。由于导向架弹簧是直接联接导向架和导向轮机构的，所以可以由导向伸缩弹簧力得到导向架的侧向受力。侧向动态载荷极值可从图得出F为6308N，此时导向架的垂向受力F为1138 N，纵向受力Fr为167N。
为分析车辆在运行过程中导向系统的安全性，利用有限元分析软件ANSYS对导向架进行整体建模，采用体单元划分网格，有限元模型如图所示。模型共计节点9620个，单元1270个。巡检车牵引设备时速度较低，对整车动力学特性影响不大，与载工况相似。在高速通过曲线轨道时将产生较大的侧向力。因此，这里对导向系统进行两种工况的受力分析，静载工况和曲线通过工况。
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