基于ABAQUS的韶山6B型电力机车从动齿止动片有限元分析

朱博文，路永婕，王建西

（1.太原轨道交通装备有限公司，太原030009；2.石家庄铁道大学 机械工程学院，石家庄050043；3.河北省交通安全与控制重点实验室，石家庄050043；4.石家庄铁道大学 道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室，石家庄050043）

0 引 言

在各种机械设备中，由于设备运转过程不同，对设备上螺纹副防松方式也有所不同，常用措施有防松垫片、弹簧垫圈、开口销、双螺母紧固等［1］。韶山6B 电力机车从动齿轮螺钉采用防松垫片（以下简称止动片）防松。

图1 韶山6B 电力机车从动齿轮M24×70 止动片断裂位置

2013 年10 月，湖北襄阳北机务段韶山6B 电力机车从动齿轮止动片发生断裂，部位为靠近车轮侧M24 螺钉处，经我厂售后维修人员检查发现止动片断裂共有10 处，机务段工作人员出示了其它大修厂维修韶山6B 电力机车从动齿轮止动片的样件，其材质较我厂稍韧，但材料硬度差，厚度约为1 mm，我厂韶山6B 止动片经过淬火硬化处理。此次断裂位置集中在M24 螺钉孔附近，如图1 所示。

本文采用有限元方法，模拟从动齿轮、螺钉、止动片三者之间相互作用，根据止动片材质热处理曲线改变其弹性模量和泊松比，仿真计算止动片在螺钉紧固过程中受力特点，借以找到其最佳热处理温度。

1 有限元模型建立

根据韶山6B电力机车相关结构，从动齿轮材质为15CrNi6、止动片材质为Q235-A（热处理）、M24×70 螺钉材质为Q235-B，模型材质力学性能如表1 所示。

由于本文侧重分析止动片受力特点，为简化建模过程，在SolidWorks 软件中将从动齿轮模型绘制成一个很大的质量块，止动片按实际结构建模，M24 螺钉模型删去螺纹，为模拟螺栓紧固过程，需要在螺钉上施加预紧力和扭矩。……