長(zhǎng)定子中低速磁浮列車懸浮架疲勞強(qiáng)度研究.pdf

1、磁懸浮列車是人類未來(lái)綠色交通的發(fā)展方向，其具有節(jié)能環(huán)保、安全舒適等特點(diǎn)。中低速磁浮列車更以其低噪聲、低能耗、線路適應(yīng)性強(qiáng)及線路成本低等優(yōu)點(diǎn)成為城市內(nèi)部有競(jìng)爭(zhēng)力的新型公共交通工具。
　　懸浮架作為磁浮列車的核心部件之一，不僅起承載、結(jié)構(gòu)解耦的作用，而且還是支撐輪、空氣彈簧等零件的安裝基礎(chǔ)。懸浮架工作過(guò)程中受到復(fù)雜的垂向和橫向載荷作用。其結(jié)構(gòu)可靠性直接影響列車運(yùn)行安全，因此有必要對(duì)其進(jìn)行疲勞強(qiáng)度研究和疲勞壽命分析。本文以西南交通大學(xué)長(zhǎng)

2、定子中低速同步驅(qū)動(dòng)磁浮列車懸浮架為研究對(duì)象，開(kāi)展了懸浮架有限元靜力學(xué)分析、疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命研究工作。主要研究?jī)?nèi)容如下所示:
　　(1)利用ANSYS Workbench有限元分析軟件結(jié)合SolidWorks建立了長(zhǎng)定子中低速磁浮列車懸浮架有限元分析模型。擬定了磁懸浮列車運(yùn)行的四種典型工況:靜懸浮、正常行駛、緊急制動(dòng)、停車。分析了懸浮架在四種工況下承受的載荷以及有限元分析時(shí)的約束條件。對(duì)懸浮架在四種工況下分別進(jìn)行了靜力學(xué)分析。校核

3、了懸浮架的剛度和靜強(qiáng)度，結(jié)果表明懸浮架的剛度和強(qiáng)度滿足列車運(yùn)行要求?；趹腋〖苷Ｐ旭偣r進(jìn)行了模態(tài)分析，結(jié)果顯示懸浮架一階模態(tài)固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激振頻率，有效避免了共振的發(fā)生。
　　(2)基于懸浮架靜力學(xué)分析結(jié)果，在懸浮架托臂、支腿、上縱梁和下縱梁上分別取一定數(shù)量的關(guān)鍵點(diǎn)，利用關(guān)鍵點(diǎn)的等效平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，采用修正的Goodman疲勞極限圖，分別對(duì)托臂、支腿、上縱梁和下縱梁進(jìn)行了疲勞強(qiáng)度分析。結(jié)果表明懸浮架四部分子結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度都

4、滿足使用要求。
　　(3)結(jié)合懸浮架的靜力學(xué)分析結(jié)果，選用修正的鋁合金S-N曲線，采用SN-Goodman平均應(yīng)力修正理論，利用有限元疲勞分析模塊對(duì)懸浮架在靜懸浮、正常運(yùn)行、緊急制動(dòng)三種工況下的疲勞壽命進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，三種工況下懸浮架的疲勞危險(xiǎn)部位都位于左右兩個(gè)支腿上橫向弧板與豎板的連接處，有必要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化或局部重新設(shè)計(jì)。正常行駛工況是懸浮架的危險(xiǎn)工況，疲勞壽命最小為n2=3.53年。
　　綜上所述，本文對(duì)長(zhǎng)定子