轉(zhuǎn)向架構(gòu)架
關(guān)注創(chuàng)建者：夏天的雨w 創(chuàng)建時(shí)間：2023-07-04
轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的視頻教程
動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架強(qiáng)度分析（Hypermesh與ANSYS APDL/Workbench聯(lián)合仿真），轉(zhuǎn)向架構(gòu)架設(shè)計(jì)
本課程是對(duì)軌道車輛動(dòng)車組拖車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架強(qiáng)度分析的全流程，包括以下內(nèi)容： 1.利用hypermesh對(duì)構(gòu)架幾何模型進(jìn)行清理、修復(fù)。 2.2D網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格的檢查修復(fù)、3D實(shí)體網(wǎng)格劃分。 3.利用ANSYS APDL和Workbench計(jì)算構(gòu)架自由模態(tài)。 4.構(gòu)架車軸和彈簧的建立。 5.在Hypermesh添加不同工況的約束與載荷。
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非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架仿真分析
1hypermesh網(wǎng)格劃分及輸入ansys apdl的相關(guān)設(shè)置 2梁?jiǎn)卧卧?shí)體單元不同的處理方式 3導(dǎo)入ansys apdl的步驟，進(jìn)行模態(tài)及靜力分析
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基于ls-dyna高速列車轉(zhuǎn)向架總體模型分析雙列圓錐滾子軸承健康、故障狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)
課程內(nèi)容簡(jiǎn)介 分析軸承故障情況下的動(dòng)力學(xué)行為，補(bǔ)充缺少的軸承故障數(shù)據(jù)，分析軸箱+軸承系統(tǒng)下信號(hào)輸出，學(xué)習(xí)到分析流程，參數(shù)設(shè)置。主要從三維模型簡(jiǎn)介，網(wǎng)格劃分，邊界條件設(shè)置，多k文件模型裝配，輸出計(jì)算結(jié)果及分析等方面開(kāi)展課程
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轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的實(shí)例教程
本文運(yùn)用Altair公司的HyperMesh軟件建立了地鐵車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的有限元模型，并參照UIC 615-4和JIS E 4208標(biāo)準(zhǔn)對(duì)構(gòu)架施加載荷，采用RADIOSS求解器求解構(gòu)架在各附
加工況下的應(yīng)力，完成了構(gòu)架的靜強(qiáng)度分析。
36_基于RADIOSS的地鐵車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的靜強(qiáng)度分析_馮大建.pdf
本文運(yùn)用Altair公司的HyperMesh軟件建立了地鐵車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的有限元模型，并參照UIC 615-4和JIS E 4208標(biāo)準(zhǔn)對(duì)構(gòu)架施加載荷，采用RADIOSS求解器求解構(gòu)架在各附加工況下的應(yīng)力，完成了構(gòu)架的靜強(qiáng)度分析。
36_基于RADIOSS的地鐵車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的靜強(qiáng)度分析_馮大建.pdf
摘要：本文利用PERA SIM Mechanical通用結(jié)構(gòu)仿真軟件完成了轉(zhuǎn)向架架構(gòu)靜強(qiáng)度及模態(tài)分析仿真過(guò)程，從導(dǎo)入幾何模型開(kāi)始，到網(wǎng)格劃分、材料指定、接觸創(chuàng)建、邊界及載荷施加，最終得到轉(zhuǎn)向架架構(gòu)的位移、應(yīng)力分布以及固有頻率、振型分布。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向架架構(gòu)；靜強(qiáng)度；固有頻率；振型
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引言
隨著鐵路運(yùn)輸速度的不斷提高，作為列車重要組成部分的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的運(yùn)行條件也更加惡劣，其受到的振動(dòng)頻率也不斷增大，人們對(duì)列車提速后安全性的關(guān)注度也越來(lái)越高。在列車的運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架承受和傳遞來(lái)自各個(gè)方向的作用力，所以構(gòu)架強(qiáng)度的好壞對(duì)列車的安全運(yùn)行有著重要的影響。
本文基于PERA SIM Mechanical結(jié)構(gòu)仿真軟件建立了轉(zhuǎn)向架架構(gòu)靜強(qiáng)度和模態(tài)分析流程，獲得指定工況下的架構(gòu)位移、應(yīng)力分布以及固有頻率、振型分布。
問(wèn)題描述
以某轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為研究對(duì)象，采用靜力學(xué)分析對(duì)構(gòu)架強(qiáng)度進(jìn)行校核，驗(yàn)證其設(shè)計(jì)的合理性。為避免設(shè)計(jì)構(gòu)架在列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生共振，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效，采用模態(tài)分析對(duì)構(gòu)架計(jì)算其前六階固有頻率并獲得模態(tài)振型，以保證當(dāng)前設(shè)計(jì)避開(kāi)列車的共振頻率。
有限元模型的建立
1 模型建立
轉(zhuǎn)向架構(gòu)架由兩個(gè)梯形結(jié)構(gòu)和中間一根橫梁組成。為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，梯形結(jié)構(gòu)上下梁之間有縱梁連接加固。橫梁與兩個(gè)梯形結(jié)構(gòu)之間通過(guò)彈簧連接，梯形結(jié)構(gòu)兩邊通過(guò)軸承與輪軸相連。
圖1 轉(zhuǎn)向架架構(gòu)模型
2 網(wǎng)格劃分
為保證計(jì)算精度，整體模型單元大小設(shè)置為10mm，并使用一階單元（低階單元）進(jìn)行計(jì)算來(lái)保證計(jì)算速度。網(wǎng)格劃分后，模型的單元數(shù)量為2632429。
展開(kāi) 本部分主要講述列車轉(zhuǎn)向架的主要構(gòu)成零部件，包括它們的結(jié)構(gòu)和它們的性能。根據(jù)轉(zhuǎn)向架的類型，零件變化范圍很廣。
圖1 輪對(duì)運(yùn)行速度偏差
懸掛裝置在支撐列車車身方面扮演重要角色。它允許列車轉(zhuǎn)向架相對(duì)列車車身轉(zhuǎn)動(dòng)，將列車車身與振動(dòng)隔離開(kāi)來(lái)，并且傳遞驅(qū)動(dòng)力。
無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架有空氣彈簧，它允許較大的水平位移，同時(shí)也允許驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)移設(shè)備，在轉(zhuǎn)向架的轉(zhuǎn)動(dòng)中心為車身傳遞驅(qū)動(dòng)力。此外，無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架用于
圖2 DT50轉(zhuǎn)向架
無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架主要用于高速列車，有的高速列車有防偏航阻尼器，它在車身和轉(zhuǎn)向架邊梁的外側(cè)，它的作用是阻礙輪對(duì)的速度偏差，提高舒適性。
起初圓簧主要用于搖枕彈簧，用于支撐車身。然而，在20世紀(jì)60年代，空氣彈簧實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，并被用于高速列車。它們主要被用于短途列車，其優(yōu)點(diǎn)是可以較大提高舒適性，因?yàn)樗梢员３周嚿淼母叨取?轉(zhuǎn)向架框架，它主要是用來(lái)給各種轉(zhuǎn)向架裝置提供平臺(tái)，它是由邊梁和兩個(gè)十字交叉梁通過(guò)焊接而成，它的形狀是H形的。
上世紀(jì)50年代，采用壓力焊開(kāi)發(fā)出了復(fù)合邊梁，這種結(jié)構(gòu)在日本被制造大多數(shù)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。邊梁和十字交叉梁的厚度由6mm增加到9mm。在一些高速列車轉(zhuǎn)向架框架發(fā)現(xiàn)缺陷后，在上世紀(jì)70年代又增加到了12mm。然而，在DT50上，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和焊接技術(shù)提升，轉(zhuǎn)向架框架采用8或9mm板材制造，主要目的是實(shí)現(xiàn)輕量化。最后，上世紀(jì)80年代，轉(zhuǎn)向架材料由SS400升級(jí)到SM400B，SM400B是一種用于制造焊接結(jié)構(gòu)的軋制鋼。從DT50開(kāi)始，一些轉(zhuǎn)向架十字交叉梁采用無(wú)縫鋼管制造，目的是降低重量和成本。
圖3 轉(zhuǎn)向架構(gòu)件上的邊梁和十字交叉梁
軸箱懸掛，該種裝置通過(guò)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的軸承支撐車軸。
展開(kāi) 01 結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)
該轉(zhuǎn)向架分動(dòng)力和非動(dòng)力兩種，由輪對(duì)組成、彈性懸掛、構(gòu)架枕梁、雙牽引拉桿裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置及牽引傳動(dòng)裝置組成。
輪對(duì)組成包括
動(dòng)力輪對(duì)組成和
非動(dòng)力輪對(duì)組成。動(dòng)力輪對(duì)和非動(dòng)力輪對(duì)的主要區(qū)別是：動(dòng)力輪對(duì)在中部偏向一側(cè)安裝有齒輪箱，兩車輪兩側(cè)安裝輪盤制動(dòng)盤；非動(dòng)力輪對(duì)車軸上安裝有三個(gè)軸裝制動(dòng)盤。
軸箱定位采用轉(zhuǎn)臂式。
一系懸掛由一組鋼彈簧（軸承正上方）、一系垂向油壓減振器、一系橡膠墊（隔振墊）以及相應(yīng)的彈性節(jié)點(diǎn)組成。
轉(zhuǎn)向架軸距2.5m，構(gòu)架為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，枕梁為鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)，構(gòu)架橫梁和側(cè)梁連接處用鍛造過(guò)渡件代替板材焊接結(jié)構(gòu)，提高局部結(jié)構(gòu)可靠性。
二系懸掛由空氣彈簧、抗蛇形減振器（每架四個(gè)）、抗側(cè)滾扭桿（枕梁僅一側(cè)設(shè)一個(gè)）、二系垂向減振器（每架兩個(gè)，構(gòu)架側(cè)梁外側(cè)）、二系橫向減振器、二系橫向緩沖器（或稱二系橫向橡膠止擋）組成。
牽引裝置采用
Z字形雙牽引拉桿，能適應(yīng)車體與轉(zhuǎn)向架間較大的安裝角度差，落車工藝相對(duì)容易。
基礎(chǔ)制動(dòng)裝置中采用
盤形制動(dòng)方式，動(dòng)力輪對(duì)為輪盤制動(dòng)（兩處），非動(dòng)力輪對(duì)采用軸盤制動(dòng)（三處）。
牽引傳動(dòng)（驅(qū)動(dòng)）裝置因采用
架懸式牽引電機(jī)，所以動(dòng)力轉(zhuǎn)向架構(gòu)架下懸吊安裝電機(jī)吊架，電機(jī)吊架可相對(duì)構(gòu)架橫向移動(dòng)（板簧可變形，并設(shè)有電機(jī)吊架橫向減振器），其上的電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與動(dòng)力輪對(duì)一側(cè)設(shè)置的齒輪箱連接。
下載地址：CRH380動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架模型總體設(shè)計(jì)3D數(shù)模 CREO設(shè)計(jì) 附STP
展開(kāi) 
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轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的最新內(nèi)容
基于ADAMS的懸架側(cè)傾與轉(zhuǎn)向仿真10個(gè)月前
基于ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）進(jìn)行麥弗遜前懸架的側(cè)傾與轉(zhuǎn)向仿真，通常需要以下步驟和關(guān)鍵點(diǎn)。以下內(nèi)容將分步驟說(shuō)明建模、參數(shù)設(shè)置和仿真分析過(guò)程：
1. 麥弗遜懸架建模
根據(jù)實(shí)際懸架硬點(diǎn)坐標(biāo)（Hard
在列車的運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架承受和傳遞來(lái)自各個(gè)方向的作用力，所以構(gòu)架強(qiáng)度的好壞對(duì)列車的安全運(yùn)行有著重要的影響。
本文基于PERA SIM Mechanical結(jié)構(gòu)仿真軟件建立了轉(zhuǎn)向架架構(gòu)靜強(qiáng)度和模態(tài)分析流程，獲得指定工況下的架構(gòu)位移、應(yīng)力分布以及固有頻率、振型分布。
問(wèn)題描述
以某轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為研究對(duì)象，采用靜力學(xué)分析對(duì)構(gòu)架強(qiáng)度進(jìn)行校核，驗(yàn)證其設(shè)計(jì)的合理性。
該模型包括車體(Mc、Ic)、構(gòu)架(Mt、It)、輪對(duì)(Mw、Iw)、齒輪(Mg、Ig)和齒條等主要部件，車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、輪對(duì)等假設(shè)為剛體，具有 6 個(gè)方向的自由度；車體與轉(zhuǎn)向架通過(guò)二系懸掛連接(Ks、Cs)，構(gòu)架與輪對(duì)通過(guò)一系懸掛連接(Kp、Cp)，一系、二系懸掛由等效線性剛度和阻尼力元模擬，且對(duì)稱布置于構(gòu)架兩側(cè)；齒輪齒條嚙合通過(guò)嚙合剛度和阻尼等效(k、c)；齒條位于兩條鋼軌中間，通過(guò)彈簧阻尼支撐
貨車轉(zhuǎn)向架要求在空重車工況下，整車都具有良好的減振性能，需要在不同的載重下具有不同的減振阻力，斜楔式摩擦減振器能實(shí)現(xiàn)該功能。在轉(zhuǎn)K3型轉(zhuǎn)向架中，斜楔放置在軸箱與構(gòu)架之間，屬于一系懸掛。在軸箱的另一側(cè)，導(dǎo)框座內(nèi)裝一橡膠塊，成功地實(shí)現(xiàn)了輪對(duì)的縱向彈性定位，使得轉(zhuǎn)向架在保持較高的直線穩(wěn)定性的前提下，仍然具有較好的曲線通過(guò)性能在曲線通過(guò)時(shí)，降低了輪軌間的橫向動(dòng)作用力，減少了輪軌磨耗。
貨車轉(zhuǎn)向架要求在空重車工況下，整車都具有良好的減振性能，需要在不同的載重下具有不同的減振阻力，斜楔式摩擦減振器能實(shí)現(xiàn)該功能。在轉(zhuǎn)K3型轉(zhuǎn)向架中，斜楔放置在軸箱與構(gòu)架之間，屬于一系懸掛。在軸箱的另一側(cè)，導(dǎo)框座內(nèi)裝一橡膠塊，成功地實(shí)現(xiàn)了輪對(duì)的縱向彈性定位，使得轉(zhuǎn)向架在保持較高的直線穩(wěn)定性的前提下，仍然具有較好的曲線通過(guò)性能在曲線通過(guò)時(shí)，降低了輪軌間的橫向動(dòng)作用力，減少了輪軌磨耗。
牽引傳動(dòng)（驅(qū)動(dòng)）裝置因采用
架懸式牽引電機(jī)，所以動(dòng)力轉(zhuǎn)向架構(gòu)架下懸吊安裝電機(jī)吊架，電機(jī)吊架可相對(duì)構(gòu)架橫向移動(dòng)（板簧可變形，并設(shè)有電機(jī)吊架橫向減振器），其上的電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與動(dòng)力輪對(duì)一側(cè)設(shè)置的齒輪箱連接。
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Adams建立整車底盤剛體動(dòng)力學(xué)仿真模型，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)進(jìn)行建模，根據(jù)硬點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)副。整車質(zhì)心位置，設(shè)置整車質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
底盤部件
運(yùn)動(dòng)副
轉(zhuǎn)向管柱
轉(zhuǎn)動(dòng)副
十字軸萬(wàn)向節(jié)
虎克鉸
轉(zhuǎn)向器齒輪齒條
轉(zhuǎn)動(dòng)副+滑動(dòng)副（設(shè)置傳動(dòng)比）
行業(yè)：交通/鐵路
挑戰(zhàn)：優(yōu)化現(xiàn)有的鑄造部件設(shè)計(jì)，并以增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
Altair 解決方案：基于仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的方法，使 用 solidThinking Inspire 進(jìn)行拓 撲優(yōu)化，并以 solidThinking Evolve 進(jìn)行細(xì)化
優(yōu)點(diǎn)：減少了開(kāi)發(fā)時(shí)間 ; 改進(jìn)組件重量（質(zhì)量降低 70%），并增加了剛度 ; 應(yīng)用增材制造技術(shù)，深入洞察新的生產(chǎn)選擇
中車四方技術(shù)人員介紹，“未來(lái)地鐵”列車車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、司機(jī)室、設(shè)備艙等均使用碳纖維復(fù)合材料制造，整車減重13%。同時(shí)，牽引系統(tǒng)采用新型高效節(jié)能的碳化硅逆變器和永磁同步牽引電機(jī)，牽引系統(tǒng)更高效，跑起來(lái)更節(jié)能。
川崎重工業(yè)向日本四國(guó)旅客鐵道公司（以下稱JR四國(guó)）交付了4臺(tái)采用碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料（CFRP）彈簧的鐵道車輛轉(zhuǎn)向架“efWING”。
JR四國(guó)將在已有的兩節(jié)編組的121系近郊型直流電車上，為兩節(jié)車廂各配備2臺(tái)該轉(zhuǎn)向架，并對(duì)車輛實(shí)施更新，將在2016年6月以后作為7200系近郊型直流電車在予贊線（高松～伊予西條）和土贊線（多度津～琴平）上投入運(yùn)營(yíng)。
新型轉(zhuǎn)向架將部分框架的材料從鋼換成了
