CN102968516A - 一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法 - Google Patents
一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102968516A CN102968516A CN2012101221905A CN201210122190A CN102968516A CN 102968516 A CN102968516 A CN 102968516A CN 2012101221905 A CN2012101221905 A CN 2012101221905A CN 201210122190 A CN201210122190 A CN 201210122190A CN 102968516 A CN102968516 A CN 102968516A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- brake control
- finite element
- air cylinder
- control device
- fatigue strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
本发明涉及一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法,包括如下步骤:抽取风缸吊架的中面并设置厚度,接着对制动控制装置各部件进行有限元网格划分;对风缸吊架和风缸进行焊接绑定约束;对风缸和气路板的质心处赋予质量,并进行质心耦合;建模、设置边界条件并施加载荷,进行振动冲击仿真计算;疲劳计算,并将可循环次数转化为寿命年限。本发明既考虑了制动控制装置的焊接方法和加工方式,又考虑了振动冲击施加的方向和量级,以振动冲击大纲标准为依据,一方面能够根据仿真结果预测制动控制装置的使用寿命年限,对其结构进行优化设计;另一方面能够基于仿真结果建立性能参数的变化模型,可以减少制动控制装置的设计周期和设计成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道车辆制动控制装置疲劳强度分析方法,特别是一种高速动车组制动控制装置疲劳强度分析方法,属于高速动车组技术领域。
背景技术
目前,国内运营的CRH2型动车组的最大运行速度已经超过300km/h。而制动控制装置作为动车制动系统关键组成部分,对装置疲劳强度的的安全性和可靠性有着很高的要求。国内对制动控制装置疲劳强度的验证方法一般采用经验结构设计,装置加工成型后进行冲击振动试验来验证装置疲劳强度是否满足要求。其存在的缺点是:装置设计周期增加,一旦经过试验验证装置结构不满足要求,要重新进行设计,增加了设计周期;装置设计成本增加,每设计出一种装置结构都要通过试验来验证疲劳强度是否满足要求,试验次数多,试验费用增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的上述不足,提供一种快速、有效的一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法,使其设计周期更短,设计成本更低,疲劳寿命预测更加精确。
为了解决以上技术问题,本发明提供的一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法,包括如下步骤:
第一步、抽取风缸吊架的中面,并设置厚度,接着对风缸、风缸吊架、风缸端盖、气路板进行有限元网格划分。
所述第一步中通过具备网格划分功能的软件对风缸、风缸吊架、风缸端盖、气路板进行有限元网格划分。所述具备网格划分功能的软件为ICEM-CFD、Hypermesh、Patran中的一种。
第二步、对风缸吊架和风缸进行焊接绑定约束。
由于制动控制装置中吊架本身属于焊接件,并且吊架和风缸之间为焊接连接,因此需要对吊架和风缸进行焊接绑定约束。
第三步、对风缸和气路板的质心处赋予质量,并进行质心耦合。
本步骤大大简化模型对象,可减少数据量,有利于提高仿真计算的速度。
第四步、搭建制动控制装置有限元分析模型,对装置各部件固定连接处施加边界条件,根据轨道车辆振动冲击试验大纲施加载荷,进行振动冲击仿真计算,获得记载有制动控制装置各部件单位载荷下或实际工作载荷下弹性应力的数据文件A。
第五步、使用疲劳分析软件读取第四步中获得的数据文件A,根据实际载荷工况和交变载荷形式将结果比例迭加以产生工作应力时间历程,进行疲劳计算,获得各部件在指定工况下的可循环次数。
第六步、将各部件在指定工况下的可循环次数转换为指定工况下的寿命年限。
本发明中,所述第二步、第三步、第四步通过有限元软件实现。
所述有限元软件为Abaqus、Hypermesh、Nsoft中的一种。
所述第六步中,通过有限元软件将各部件在指定工况下的可循环次数转换为指定工况下的寿命年限。
根据仿真结果对制动控制装置系进行合理的评价,如果结果疲劳强度不合理,还需要进行适当的优化,知道仿真结果满足实际需要为止。
本发明有益效果如下:本发明的疲劳强度分析方法,既考虑了制动控制装置的焊接方法和加工方式,又考虑了振动冲击施加的方向和量级,以振动冲击大纲标准为依据,一方面能够根据仿真结果预测制动控制装置的使用寿命年限,对其结构进行优化设计,;另一方面能够基于仿真结果建立性能参数的变化模型,可以减少制动控制装置的设计周期和设计成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
本发明基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法,包括如下步骤:
第一步、抽取风缸吊架的中面,并设置厚度,接着对风缸、风缸吊架、风缸端盖、气路板进行有限元网格划分。
为了使制动控制装置疲劳强度分析的时间缩短,需对制动控制装置吊架抽取中面,并要设置厚度;
在对制动控制装置进行网格划分时,为了保证制动控制装置疲劳强度分析的顺利进行和计算精度,一定要保证所划分的网格三角形单元所占的比例小于0.1%。由于制动控制装置的模型较大,计算工况多,所以制动控制装置的计算采用振动叠加法,既频率提取和瞬时模态动态分析法。
本步中通过具备网格划分功能的软件对风缸、风缸吊架、风缸端盖、气路板进行有限元网格划分。所述具备网格划分功能的软件为ICEM-CFD、Hypermesh、Patran中的一种。
第二步、对风缸吊架和风缸进行焊接绑定约束;
由于制动控制装置中吊架本身属于焊接件,并且吊架和风缸之间为焊接连接,因此需要对吊架和风缸进行焊接绑定约束。焊缝区域必须均匀分布,焊接节点等距排列。
第三步、对风缸和气路板的质心处赋予质量,并进行质心耦合。本步骤大大简化模型对象,可减少数据量,有利于提高仿真计算的速度。
第四步、搭建制动控制装置有限元分析模型,对装置各部件固定连接处施加边界条件,根据轨道车辆振动冲击试验大纲施加载荷,进行振动冲击仿真计算,获得记载有制动控制装置各部件单位载荷下或实际工作载荷下弹性应力的数据文件A;
第五步、使用疲劳分析软件读取第四步中获得的数据文件A,根据实际载荷工况和交变载荷形式将结果比例迭加以产生工作应力时间历程,进行疲劳计算,获得各部件在指定工况下的可循环次数;
第六步、将各部件在指定工况下的可循环次数转换为指定工况下的寿命年限。
本发明中,所述第二步、第三步、第四步通过有限元软件实现。所述有限元软件为Abaqus、Hypermesh、Nsoft中的一种。所述第六步中,通过有限元软件将各部件在指定工况下的可循环次数转换为指定工况下的寿命年限。
该方法运用振动叠加法计算技术对制动控制装置进行疲劳寿命分析,得到制动控制装置的强度和疲劳寿命,进而对制动控制装置的结构强度和使用寿命进行合理的评价,并据此进行优化和改进。实践证明,该方法对于制动控制装置疲劳强度的分析是非常快速和有效的。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1. 一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法,包括如下步骤:
第一步、抽取风缸吊架的中面,并设置厚度,接着对风缸、风缸吊架、风缸端盖、气路板进行有限元网格划分;
第二步、对风缸吊架和风缸进行焊接绑定约束;
第三步、对风缸和气路板的质心处赋予质量,并进行质心耦合;
第四步、搭建制动控制装置有限元分析模型,对装置各部件固定连接处施加边界条件,根据轨道车辆振动冲击试验大纲施加载荷,进行振动冲击仿真计算,获得记载有制动控制装置各部件单位载荷下或实际工作载荷下弹性应力的数据文件A;
第五步、使用疲劳分析软件读取第四步中获得的数据文件A,根据实际载荷工况和交变载荷形式将结果比例迭加以产生工作应力时间历程,进行疲劳计算,获得各部件在指定工况下的可循环次数;
第六步、将各部件在指定工况下的可循环次数转换为指定工况下的寿命年限。
2. 根据权利要求1所述的基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法,其特征在于:所述第一步中通过具备网格划分功能的软件对风缸、风缸吊架、风缸端盖、气路板进行有限元网格划分。
3. 根据权利要求2所述的基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法,其特征在于:所述具备网格划分功能的软件为ICEM-CFD、Hypermesh、Patran中的一种。
4. 根据权利要求2所述的基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法,其特征在于:所述第二步、第三步、第四步通过有限元软件实现。
5. 根据权利要求4所述的基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法,其特征在于:所述有限元软件为Abaqus、Hypermesh、Nsoft中的一种。
6. 根据权利要求4所述的用于地铁制动系统的EP阀控制装置,其特征在于:所述第六步中,通过有限元软件将各部件在指定工况下的可循环次数转换为指定工况下的寿命年限。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210122190.5A CN102968516B (zh) | 2012-04-25 | 2012-04-25 | 一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210122190.5A CN102968516B (zh) | 2012-04-25 | 2012-04-25 | 一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102968516A true CN102968516A (zh) | 2013-03-13 |
CN102968516B CN102968516B (zh) | 2015-10-28 |
Family
ID=47798653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210122190.5A Active CN102968516B (zh) | 2012-04-25 | 2012-04-25 | 一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102968516B (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106339541A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-18 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 大型风力发电机组中塔筒门框的焊缝疲劳强度分析方法 |
CN106980711A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-07-25 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所 | 基于有限元仿真的气密封装玻璃绝缘子的气密性分析方法 |
CN107609279A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-01-19 | 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) | 一种t型焊接接头冲击强度设计判据获取方法 |
CN109342077A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-02-15 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种车身疲劳测试结果的获得方法、装置及系统 |
CN109697311A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-30 | 山东国金汽车制造有限公司 | 一种基于有限元的汽车侧门开闭耐久强度分析方法 |
CN109781557A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-05-21 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法 |
CN110298125A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-01 | 中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司 | 一种基于虚拟试验场技术的疲劳分析方法 |
CN111795813A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-10-20 | 上海汽车制动系统有限公司 | 一种用于盘式制动器疲劳耐久试验方法 |
CN111898307A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种含多股导线焊点疲劳模拟仿真模型的分级简化方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1815167A (zh) * | 2005-02-02 | 2006-08-09 | 南京汽车集团有限公司 | 模拟焊点有限元建模的方法 |
CN101368882A (zh) * | 2008-07-22 | 2009-02-18 | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | 车身动态强度分析方法 |
CN101393079A (zh) * | 2008-11-06 | 2009-03-25 | 上海交通大学 | 汽车车身结构疲劳寿命预测系统 |
-
2012
- 2012-04-25 CN CN201210122190.5A patent/CN102968516B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1815167A (zh) * | 2005-02-02 | 2006-08-09 | 南京汽车集团有限公司 | 模拟焊点有限元建模的方法 |
CN101368882A (zh) * | 2008-07-22 | 2009-02-18 | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | 车身动态强度分析方法 |
CN101393079A (zh) * | 2008-11-06 | 2009-03-25 | 上海交通大学 | 汽车车身结构疲劳寿命预测系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李邦国: "制动控制箱结构特性分析", 《铁道机车车辆》 * |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106339541A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-18 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 大型风力发电机组中塔筒门框的焊缝疲劳强度分析方法 |
CN106980711B (zh) * | 2017-03-06 | 2021-02-23 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所 | 基于有限元仿真的气密封装玻璃绝缘子的气密性分析方法 |
CN106980711A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-07-25 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所 | 基于有限元仿真的气密封装玻璃绝缘子的气密性分析方法 |
CN107609279A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-01-19 | 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) | 一种t型焊接接头冲击强度设计判据获取方法 |
CN107609279B (zh) * | 2017-09-18 | 2021-04-27 | 中国船舶科学研究中心(中国船舶重工集团公司第七0二研究所) | 一种t型焊接接头冲击强度设计判据获取方法 |
CN109342077A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-02-15 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种车身疲劳测试结果的获得方法、装置及系统 |
CN109697311A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-30 | 山东国金汽车制造有限公司 | 一种基于有限元的汽车侧门开闭耐久强度分析方法 |
CN109781557A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-05-21 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法 |
CN109781557B (zh) * | 2019-03-06 | 2021-08-13 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 列车车体焊接组件的焊缝疲劳测试方法 |
CN110298125A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-01 | 中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司 | 一种基于虚拟试验场技术的疲劳分析方法 |
CN111795813A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-10-20 | 上海汽车制动系统有限公司 | 一种用于盘式制动器疲劳耐久试验方法 |
CN111795813B (zh) * | 2020-05-22 | 2022-04-05 | 上海汽车制动系统有限公司 | 一种用于盘式制动器疲劳耐久试验方法 |
CN111898307A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种含多股导线焊点疲劳模拟仿真模型的分级简化方法 |
CN111898307B (zh) * | 2020-08-20 | 2022-08-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种含多股导线焊点疲劳模拟仿真模型的分级简化方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102968516B (zh) | 2015-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102968516A (zh) | 一种基于有限元的制动控制装置疲劳强度分析方法 | |
Lu et al. | Fatigue life reliability evaluation in a high-speed train bogie frame using accelerated life and numerical test | |
CN104020675B (zh) | 列车制动硬件在环半实物仿真试验台及试验方法 | |
CN101393079B (zh) | 汽车车身结构疲劳寿命预测系统 | |
CN105069200B (zh) | 一种地铁轨道减振器金属部件的疲劳寿命分析方法 | |
CN107544284A (zh) | 一种复合工况下汽车制动器摩擦噪声控制方法 | |
CN105022887B (zh) | 汽车加强支架评价方法及装置 | |
CN102855348A (zh) | 一种车用橡胶减振件疲劳性能预测方法 | |
CN110889248B (zh) | 空气弹簧疲劳寿命预测平台及其预测方法 | |
CN104462725A (zh) | 一种单板冲压下控制臂的轻量化优化设计方法 | |
CN113449376B (zh) | 列车车下吊挂设备减振器的选取方法、系统及设备 | |
CN204116835U (zh) | 列车制动硬件在环半实物仿真试验台 | |
CN104156550A (zh) | 车辆钢板弹簧悬架系统阻尼比的分析计算方法 | |
CN104102786A (zh) | 一种高效快速优化的曲轴三维动力学分析方法 | |
CN109858120B (zh) | 一种动车组转向架悬挂系统动力学参数优化方法和装置 | |
CN108573115A (zh) | 汽车后悬架振动分析方法、系统、移动终端及存储介质 | |
CN106427973A (zh) | 一种crh380系列动车组中继阀的筛查方法 | |
CN105138721A (zh) | 一种基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法 | |
CN104317983A (zh) | 基于减振器速度特性的馈能悬架发电机功率的设计方法 | |
CN109086498A (zh) | 一种带有橡胶垫的挡泥板支架分析方法 | |
CN104200028A (zh) | 基于车辆参数的馈能悬架发电机功率的设计方法 | |
Arbiol et al. | Full vehicle durability analysis by means of the idiada virtual proving ground | |
Yang et al. | The fatigue life simulation of the wheel of CHR3 EMU in random loading | |
Hu et al. | Research on fatigue life and damage tolerance design of metro bogie frame | |
Miao et al. | Research of modern railway vehicle structure fatigue design method based on multibody dynamic simulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 211800 No. 10, prosperous road, Nanjing, Jiangsu Patentee after: Nanjing Zhongche town Haitai Brake Equipment Co Ltd Address before: 211800 No. 10, prosperous road, Nanjing, Jiangsu Patentee before: Nanjing Puzhen Haitai Brake Equipment Co., Ltd. |