Hypermesh与ANSYS在构架有限元计算中的应用.pdfVIP

V01．35 1 第35卷增刊1 铁道机车车辆 Suppl 2015年5月 RAILWAYLOCOMOTIVE8LCAR May． 2015 文章编号：1008—7842(2015)S1—0072—04 Hypermesh与ANSYS在构架有限元计算中的应用 张文学，史秋萍，高文捷 (南车戚墅堰机车有限公司 产品设计部，江苏常州213001) 2368—2005(动力转向架构架强度试验方法》，对该构架进行了工况定义和载荷计算， 构架的有限元模型，参照TB／T 主要包括超常载荷工况和主要运营载荷工况。利用ANSYS进行有限元计算和结果后处理，绘制了构架疲劳强度 的Goodman图，完成了对该构架静强度和疲劳强度的评估。结果表明，该构架的静强度和疲劳强度均满足要求。 该方法表明，利用Hypermesh与ANSYS进行结构强度仿真分析，简单、高效，适合广泛采用。 关键词Hypermesh；ANSYS；有限元；Goodman 中图分类号：U260．331+．8文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1008—7842．2015．S1．15 有限元技术发展到今天，经历了较长的一段时间， 元或梁单元来模拟。 目前在国内，有限元分析计算已经广泛地应用在结构分 1参数介绍 析、疲劳评估上，为结构设计提供参考，大大降低了研发 该转向架的主要性能参数如表1所示。 成本，提高了研发效率。 表1转向架参数 Hypermesh是一个高性能的通用有限元前、后处 主要性能参数 参数指标 理器。Hypermesh的前处理功能十分强大，可以进行 机车总重m，／t 多种CAD模型的直接读人。其元与伦比的网格划分技 转向架自重m+／t 转向架数nb／个 术，依靠全面的梁、杆、板壳单元、四面体或六面体自动 每转向架轴数n。／根 或半自动网格划分能力，大大降低了复杂有限元模型前 处理的工作量。 2计算模型 ANSYS是一款集结构、热、流体、电磁和声学于一 根据该构架的结构特点及载荷情况，按照整体结构 建立构架的三维模型，取各钢板的中面建立构架的面模 体的大型通用有限元分析软件。ANSYS的前处理建模 功能并不十分强大，却有着世界一流的求解器技术，广 型，划分网格采用四边形的自由划分方式，得到构架壳 单元SHELLl81的有限元模型。 泛应用于复杂仿真的多物理场耦合场所。ANSYS的后 处理可以满足对结果云图的查看、应力值的提取等。 根据构架的实际受力状况，将轴箱弹簧离散成纵 利用Hypermesh的前处理技术、ANSYS的求解和 拟实际支撑情况；将构架上的拉杆用一维的杆单元 后处理技术以及Hypermesh与ANSYS之间的接口， 可以简单、高效的实现对结构强度的计算和分析。 构架是机车转向架上的关键部件，是一个受力复杂 单元BEAMl88来模拟。 的结构部件，不仅承受着机车上部所有装备的总重，而 且承受并传递运行中产生的各个不同方向和大小的动 作用力。因此，构架的强度十分重要，需要进行有限元 有34217个，节点34 计算或试验验证，保证强度满足设计要求。 构架的主要部分一般由钢板焊接构成，采用三维建 466个。