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重载电力机车车体结构设计与强度研究

金希红  
【摘要】:随着国民经济的迅速发展,铁路运输已不能满足要求。为此,铁路货运需发展重载运输。大功率重载机车的研制也成为首要课题。 大功率重载机车通过增加轴重或轴数、采用交流电力技术、大功率异步电动机,能够有效的提高列车的牵引力,实现重载牵引。重载机车要承受比普通机车更大的纵向力,因此需要对其车体钢结构进行合理设计,充分利用材料性能。 本文通过对已有重载机车车体结构的分析研究,重点对车体主要承载部件结构设计原理进行论证分析及设计优化,提出了车体主体结构的设计思路,结合主要部件的设计对焊接接头设计进行了分析,提出了合理设计焊缝位置和焊接接头形式。在此基础上设计的某型重载电力机车车体采用整体承载式车体,由司机室、侧墙、底架等部件焊接而成,车体顶盖采用可拆卸的小顶盖结构,车体前端为司机室,另一端为后端墙,司机室采用多平面,微流线形的结构形式;车内采用中央走廊方式,底架采用贯通式中梁的主承载结构,主要由侧梁、枕梁、牵引梁、变压器梁组成,牵引方式为两端低位牵引型式;为了提高整个车体的结构强度和抗扭刚度,侧墙采用带倾斜上弦的网架式结构。 本文依据EN12663-1标准和国内现有机车的运用情况,分析确定了该重载机车车体主要的计算载荷,并在此基础上制定了车体的静强度计算载荷工况及疲劳载荷工况,基于EN12663-1和DVS1612标准给出的铁道机车车辆钢结构静强度和疲劳强度评定准则评定车体结构静强度和疲劳强度。使用ANSYS有限元软件建立车体结构的有限元模型,对车体结构进行了静强度和疲劳强度分析。并用(?)ANSYS软件的二次开发APDL语言实现对车体结构静强度和疲劳强度分析结果的可视化,分析结果表明设计机车车体结构的静强度及疲劳强度满足设计要求。


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