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试述机车车辆钢弹簧悬挂系统参数化CAD系统站

收藏本文 2024-02-24 点赞:7269 浏览:23686 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:由于线路不平顺等理由,机车车辆在轨道上运转时,将伴随产生复杂的振动现象。为了降低列车运转有害的振动,必须设有缓和和衰减机械振动的弹簧悬挂装置。铁道机车车辆弹簧悬挂系统的作用是:一方面使车辆的质量及载荷比较均衡地传递给各轮轴,使前后车辆间距距轨面高度满足《铁路技术管理规程》规定的要求,使车辆能够正常连挂;另一方面缓和因线路的不均匀下沉、不平顺、道岔、轨缝、钢轨磨耗以及因轴颈偏心、车轮不圆、车轮擦伤等理由导致的冲击和振动。弹簧悬挂装置对车辆运转是否平稳,能否顺利通过曲线并保证车辆安全运转起着重要作用。在规定安装空间和工作条件下,弹簧结构涉及的刚度、强度和稳定性计算需要反复校核以满足设计要求,工作量非常大,也很难达到设计要求的计算精度。本论文利用现代计算机技术开发出单卷和多卷螺旋压缩圆弹簧加或不加橡胶垫悬挂系统的计算机辅助设计程序,易于快速完成弹簧结构设计和计算工作,并在三维CAD系统中直观地反映设计结果,为快速评价和优化设计提供了便利,实现了机车车辆弹簧悬挂系统的参数化设计和浅析计算。通过浅析CAD系统在机车车辆行业中的运用近况,本系统选用中端微机三维机械设计软件SopdWorks2007为操作平台,在Visual C++6.0开发环境和交互式界面开发技术下进行二次开发,建立了具有Windows操作风格的工具栏、菜单栏和人机交互对话框,在系统中增加了信息提示和容错机制,这使得本系统操作简便,层次明朗。在浅析比较SopdWorks2007提供的各种二次开发接口的基础上,结合机车车辆钢弹簧悬挂系统的自身特点,以追求高效率和高速度为目标,运用ATL COM向导方式开发了机车车辆钢弹簧悬挂系统插件,开发出用参数驱动法来实现弹簧悬挂系统参数化设计、自动绘图和用户设计界面。本论文利用开发程序,对某CoC0型机车转向架二系弹簧悬挂系统进行设计,用SIMPACK动力学软件建立了机车动力学模型,进行整车动力学浅析,获得二系弹簧悬挂装置的随机载荷时间历程,用FE-Safe软件对设计弹簧的疲劳寿命和安全可靠性进行预测。本论文系统插件能大大减少机车车辆转向架弹簧悬挂装置的设计周期,提升产品的设计效率,具有一定的工程运用价值。关键词:机车车辆论文悬挂系统论文螺旋压缩圆弹簧论文参数化设计论文二次开发论文

    摘要6-7

    Abstract7-9

    目录9-12

    第1章 绪论12-21

    1.1 论文选题背景12

    1.2 大柔度螺旋压缩圆弹簧探讨概况12-14

    1.2.1 国外探讨近况12-13

    1.2.2 国内探讨近况13-14

    1.3 现代CAD/CAM技术进展概况14-18

    1.3.1 国外CAD/CAM进展概况14-16

    1.3.2 国内CAD/CAM进展概况16-18

    1.4 疲劳寿命探讨进展情况18-19

    1.4.1 国外进展情况18-19

    1.4.2 国内进展情况19

    1.5 本论文探讨的主要内容及主要工作19-21

    第2章 弹簧的基本性能及运用21-35

    2.1 弹簧的基本性能21-23

    2.1.1 弹簧的特性线和刚度21-22

    2.1.2 弹簧的变形能22

    2.1.3 弹簧的自振频率22-23

    2.2 圆柱形螺旋压缩圆弹簧的应力浅析23-25

    2.2.1 有限元模型24

    2.2.2 有限元浅析24-25

    2.3 圆柱螺旋压缩弹簧在机车车辆上的运用25-34

    2.3.1 机车车辆弹簧悬挂装置布置形式25-26

    2.3.2 一级刚度单卷弹簧结构参数设计26-27

    2.3.3 一级刚度双卷弹簧组结构参数设计27-28

    2.3.4 两级刚度双卷弹簧组结构参数设计28-29

    2.3.5 螺旋圆弹簧串联橡胶垫系统刚度及稳定性浅析29-34

    2.4 小结34-35

    第3章 基于SopdWorks的二次开发技术35-50

    3.1 SopdWorks二次开发的原理及策略35-41

    3.1.1 COM技术35-36

    3.1.2 OLE技术36-37

    3.1.3 ATL37

    3.1.4 数据库访问技术37-40

    3.1.5 SopdWorks关联设计40-41

    3.2 SopdWorks API对象概述41-44

    3.2.1 SopdWorks API41

    3.2.2 SopdWorks对象结构41-44

    3.3 基于OpenGL的螺旋弹簧实体造型及应力云图开发44-47

    3.3.1 OpenGL三维可视化技术44

    3.3.2 螺旋弹簧实体表面的离散处理44-46

    3.3.3 基于OpenGL的实体造型46

    3.3.4 基于OpenGL的应力云图开发46-47

    3.4 SopdWorks二次开发历程47-49

    3.4.1 SopdWorks API接口的选择47-48

    3.4.2 参数化建模策略的选取48

    3.4.3 DLL程序的实现48-49

    3.5 小结49-50

    第4章 机车车辆钢弹簧悬挂系统参数化CAD系统设计50-58

    4.1 系统总体框架设计50-52

    4.1.1 系统总体规划及框架结构50-52

    4.1.2 系统运转流程52

    4.2 转向架弹簧悬挂系统优化设计52-57

    4.2.1 可靠性设计法52-54

    4.2.2 优化设计模型54-57

    4.3 其他功能设计57

    4.3.1 系统登录57

    4.3.2 Parasopd文件输出57

    4.3.3 系统帮助主题57

    4.4 小结57-58

    第5章 机车车辆钢弹簧悬挂系统参数化CAD系统实现58-67

    5.1 系统界面开发58-61

    5.1.1 菜单58-60

    5.1.2 工具栏60

    5.1.3 状态栏及对话框60-61

    5.2 系统交互界面概述61-65

    5.2.1 人机交互界面61-62

    5.2.2 弹簧系统设计62-63

    5.2.3 橡胶垫设计63-64

    5.2.4 螺旋圆弹簧加橡胶垫系统设计64-65

    5.2.5 系统消息提示设计65

    5.3 小结65-67

    第6章 机车车辆钢弹簧疲劳寿命评估67-81

    6.1 疲劳寿命浅析论述67-71

    6.1.1 Miner线性累积损伤论述67-68

    6.1.2 雨流计数法68-69

    6.1.3 弹簧疲劳强度的影响因素69-70

    6.1.4 多轴疲劳寿命预测策略70-71

    6.2 整车与轨道动力学模型71-73

    6.3 载荷时间历程73-75

    6.4 疲劳寿命浅析75-79

    6.4.1 材料的S-N曲线75-77

    6.4.2 弹簧的S-N曲线77-78

    6.4.3 C_0C_0型机车二系悬挂钢弹簧的利用寿命及安全系数78-79

    6.5 小结79-81

    结论与展望81-83

    致谢83-84

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