万向轴保护架强度分析

王 俭

中车长春轨道客车股份有限公司

万向轴保护架强度分析

王 俭

中车长春轨道客车股份有限公司

根据万向轴保护架的三维实体模型，利用Hypermesh软件建立了保护架的有限元模型，借助ANSYS软件对其进行了静力分析，验证了保护架强度的安全性。

保护架；强度；有限元

铁路是国家重要基础设施、国民经济大动脉和大众化交通工具，对我国社会经济又好又快发展和国防起着不可替代的全局性支撑作用。为了满足列车高速运行时的动力学性能,高速动车驱动装置多采用体悬或架悬的结构方式,需要采用联轴器以适应轮对的自由运动[1]。为了避免万向轴断裂造成其它危害，在万向轴附近安装保护架以进行相应的防护。本文利用计算机辅助设计技术，计算了是由铝合金板材构成的保护架强度，对结果进行分析以验证保护架是否可以保证行车安全。

一、保护架强度计算方案设计一

新方案中保护架主体结构弯梁所用材料为6082-76，泊松比为0.33，屈服强度为260MPa,极限强度为310MPa；其余部分材料均为Q345，泊松比为0.29，屈服强度为345MPa，极限强度为470MPa。

二、工况说明（如图1）

工况1:齿轮箱端断裂(加载位置:1和3)。

工况2:齿轮箱端断裂(加载位置:2和4)。

工况3:电机端断裂(加载位置:3)。

工况4:电机端断裂(加载位置:4)。

图1

静力计算结果如图2所示。

图2 静力计算结果图

结果表明在工况B-2载荷作用下，结构仍处于弹性状态。

三、结论

本文通过对万向轴保护架的强度进行了分析。静力计算结果表明：最大等效塑性应变只有0.5%，表明在工况A-2载荷作用下，结构只有很小部分进入塑性状态，不至于发生断裂。保护架各工况载荷下，结构均没有达到塑性状态，结构安全。以上结论表明，当万向轴断裂垂向及横向撞击保护架时，部分工况下，结构小部分会进入塑性状态，但保护架总体仍然在安全范围以内，不至于发生断裂。

[1]罗赟,金鼎昌.架悬机车驱动装置悬挂参数规律的研究[J].中国铁道科学,2007,28(4):36-42.LUO Yun,JIN Ding-chang.Research on the Rules of Sus-pension Parameters to Driving Equipments Suspended inBogie Frames[J].China Railway Science,2007,28(4): 36-42.