某工程车轴箱结构优化及强度分析

穆云飞， 黄志辉， 朱世昌

(1.西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031；2.宝鸡中车时代工程机械有限公司 技术研发中心，陕西 宝鸡 721003)

0 引言

为了适应铁路发展的需求，工程车最高运行速度要达到160 km/h，设计了一种适用于大轴重、高速度铁路运用的工程车转向架。作为工程车转向架重要的承载、连接部件，轴箱负责将轮对和构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为转向架及车体沿线路的平动，同时还承受车辆的质量，传递各方向的作用力[1]。因此，为满足大轴重、高速度工程车的运行要求，新设计了一种工程车轴箱。通过仿真分析，发现该转向架轴箱存在质量较大、轴箱体与转臂固连处存在应力集中、长时间工作易出现疲劳损伤等诸多理论设计缺陷。为保证大轴重、高速度工程车安全平稳运行，需对新设计的工程车轴箱进行结构优化。利用CATIA软件对结构优化后的工程车轴箱进行实体建模，再分别使用HyperMesh软件和ANSYS软件对模型进行有限元网格划分和计算，绘制出轴箱Goodman-Smith疲劳极限图[2]。以强度计算结果和Goodman-Smith疲劳极限图为依据，校核轴箱是否满足强度及疲劳要求[3]。

1 新设计的工程车轴箱介绍

新设计的工程车轴箱采用的是轴箱体与转臂一体式结构，为转臂式定位。其中，轴箱体一侧与转臂固连，另一侧设计有垂向减振器安装座、轮对起吊座，新设计的工程车轴箱实体模型如图1所示。在三维建模软件测得新设计的工程车轴箱质量为207.8 kg，相比于其他工程车轴箱质量较大。……