4 Анализ 3D модели МОП (1231862), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Для определения условий среды исследования 3D-модели моторно-осевого подшипника заданы следующие крепления:

- зафиксированный. Данное крепление применяется к торцевым граням модели детали имитирующей шейку оси колесной пары под МОП;

- ролик-ползун. Данное крепление применяется к задней грани детали, имитирую­щей часть остова и к граням буксы МОП, предназначенных для упора головок болтов, крепящих буксу МОП к остову;

- зафиксированный шарнир. Данное крепление применяется к сквозным отверсти­ям буксы моторно-осевого подшипника и части остова ТЭД, предназначен­ных для болтов крепления буксы МОП к остову тягового двигателя.

Изображение расчетной 3D-модели моторно-осевого подшипника с крепления­ми представлено на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 – Крепления 3D-модели

Информация о созданной сетке конечных элементов тел 3D-модели мотор­но-осевого подшипника приведена в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Информация о сетке конечных элементов

Изображение расчетной 3D-модели моторно-осевого подшипника с нанесен­ной сеткой конечных элементов представлено на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 – Сетка конечных элементов 3D-модели

4.1.3 Постановка условий исследования нагрузки в максимальном режиме тяги в противоположном направлении

Для расчета напряжений деталей моторно-осевого подшипника, возникаю­щих в результате действия нагрузки максимального режима тяги в противополож­ном направлении, составлена схема внешних нагрузок и закрепле­ния 3D-модели, создана сетка конечных элементов.

В качестве внешних нагрузок к 3D-модели моторно-осевого подшипника приложено пять сил:

а) сила 23076 N – приложена к обоим торцам детали, имитирующей шейку оси колесной пары под МОП. Направление действия силы – перпендикулярно вниз относительно горизонтальной плоскости. Данная сила имитирует вертикал­ь­ные силы максимального тягового режима в противоположном направлении;

б) сила 26375 N – приложена к обоим торцам детали, имитирующей шейку оси колесной пары под МОП. Направление действия силы – перпендикулярно к вертикальной плоскости, в направлении, противоположном силе заданного направления тяги. Данная сила имитирует составляющие от горизонтальных проекций сил максимального тягового режима в противоположном направле­нии;

в) сила 6028 N – приложена к торцу детали, имитирующей шейку оси колес­ной пары под МОП, со стороны колесного центра. Направление действия силы совпадает с направлением линии централи колесно-моторного блока, от шестер­ни тягового электродвигателя, к зубчатому колесу, то есть к детали, имитирую­щей шейку оси колесной пары под МОП. Данная сила имитирует распорные силы к вкладышам МОП максимального тягового режима в противополож­ном направлении, вызванные силами в зубчатой передаче, направление действия которых совпадает с направлением линии централи;

г) сила 6028 N – приложена к торцу детали, имитирующей шейку оси колес­ной пары под МОП, со стороны, противоположной к колесному центру. Направление действия силы совпадает с направлением линии централи колес­но-моторного блока, от зубчатого колеса, то есть от детали, имитирующей шей­ку оси колесной пары под МОП, к шестерне тягового электродвигателя. Данная сила имитирует распорные силы к вкладышам МОП максимального тягово­го режима в противоположном направлении, вызванные силами в зубча­той переда­че, направление действия которых совпадает с направлением линии централи;

д) сила 12708 N – приложена к верхней и задней грани детали, имитирую­щей часть остова тягового электродвигателя. Направление действия силы – перпендикулярно вниз к горизонтальной плоскости. Данная сила имитирует воздействие нагрузки МОП от веса тягового электродвигателя.

Изображение расчетной 3D-модели моторно-осевого подшипника с внешни­ми нагрузками максимального режима тяги в противоположном направлении, представлено на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 – Внешние нагрузки 3D-модели

Для определения условий среды исследования 3D-модели моторно-осевого подшипника заданы следующие крепления:

- зафиксированный. Данное крепление применяется к торцевым граням модели детали имитирующей шейку оси колесной пары под МОП;

- ролик-ползун. Данное крепление применяется к задней грани детали, имитирую­щей часть остова и к граням буксы МОП, предназначенных для упора головок болтов, крепящих буксу МОП к остову;

- зафиксированный шарнир. Данное крепление применяется к сквозным отверсти­ям буксы моторно-осевого подшипника и части остова ТЭД, предназначен­ных для болтов крепления буксы МОП к остову тягового двигателя.

Изображение расчетной 3D-модели моторно-осевого подшипника с крепления­ми представлено на рисунке 4.8.

Рисунок 4.8 – Крепления 3D-модели

Информация о созданной сетке конечных элементов тел 3D-модели мотор­но-осевого подшипника приведена в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Информация о сетке конечных элементов

Изображение расчетной 3D-модели моторно-осевого подшипника с нанесен­ной сеткой конечных элементов представлено на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9 – Сетка конечных элементов 3D-модели

4.2 Анализ полученных результатов

Расчет на прочность элементов конструкций локомотива заключается в оценке прочности рассчитываемого элемента по специальным критериям путем сопоставления действующих напряжений с соответствующими прочностными характеристиками материала, из которого изготовлен данный элемент [3].

Под характеристикой прочности детали понимают предел текучести материала из которого изготовлена деталь.

Исследование напряженного состояния какого-либо элемента или узла конструк­ции сводится к нахождению напряжений в каждой его точке от действия расчетных усилий. В зависимости от вида нагрузки, приложенной телу, в его сечениях могут возникать те или иные сочетания компонентов внутрен­них сил. Совокупность всех напряжений, действующим по всевозмож­ным сечениям, проходящим через данную точку, называют напряженным состояни­ем в данной точке.

Прочность деталей подвижного состава оценивают, сравнивая расчетные или экспериментально полученные напряжения с характеристиками прочно­сти, то есть с пределом текучести материала детали:

, (4.1)

где – коэффициент запаса прочности.

Коэффициент запаса прочности является отношением расчетного напряже­ния в точке элемента к пределу текучести материала , из которого изготовлен данный элемент:

, (4.2)

Правую часть формулы (4.1) называют допускаемым напряжением:

, (4.3)

где – допускаемое напряжение, МПа.

При анализе полученных результатов в программе SolidWorks Simulation исследуются максимальные напряжения в узлах конечно-элементной сетки по критерию Мизеса. Данный критерий основывается на теории Mises-Hencky, также известной как теория энергии формоизменения. Теория утверждает, что пластичный материал начинает повреждаться в местах, где напряжение по Мизесу становится равным предельному напряжению. Предел текучести использует­ся в качестве предельного напряжения.

4.2.1 Анализ полученных результатов исследования нагрузки от веса тягово­го электродвигателя

В результате выполненного линейного статического анализа 3D-модели мотор­но-осевого подшипника выявлены минимальные и максимальные узло­вые напряжения по Мизесу в деталях МОП, возникающих в результате воздей­ствия нагрузки от веса тягового электродвигателя.

Предварительно установлено, что максимальное напряжение в 3D-модели МОП составляет 6,89 МПа, минимальное 0 МПа. Точки максимального и минималь­ного узлового напряжения 3D-модели МОП, а также соответствую­щая этим точкам эпюра напряжений по Мизесу изображены на рисунке 4.10.

Рисунок 4.10 – Узловые напряжения 3D-модели МОП

В процессе детального анализа сборки 3D-модели МОП, полученные значе­ния максимальных узловых напряжений всех деталей МОП сопоставлены с прочностными характеристиками, то есть с пределом текучести материала соответствующей детали. В результате данных расчетов получены коэффициен­ты запаса прочности всех исследуемых деталей 3D-модели моторно-осевого подшипника.

Информация о результатах анализа максимальных узловых напряжений , пределах текучести материалов , коэффициентов запаса прочности всех деталей 3D-модели моторно-осевого подшипника приведена в таблице 4.4. Элементы конструкции МОП расположены в порядке увеличения коэффициен­та запаса прочности .

Характеристики

Список файлов ВКР