SDD7型机车车体的优化设计与试验研究
2016-03-21郭丽娜秦文蔚
郭丽娜 张 历 秦文蔚
(1.上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200240；2.中车戚墅堰机车有限公司 江苏 常州 213011)
SDD7型机车车体的优化设计与试验研究
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(1.上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200240；2.中车戚墅堰机车有限公司 江苏 常州 213011)
介绍了SDD7型机车车体的优化改进设计，利用有限元仿真工具对车体进行建模，计算分析车体的载荷、应力、变形、挠度等，依据计算结果提出优化改进设计方案并通过了试验验证。
机车车体； 有限元；仿真计算；应力值
近几年国外对内燃机车的需求旺盛，中车戚墅堰机车有限公司(以下简称戚墅堰公司)出口国外的内燃机车呈现逐年增加的局面，但要求也越来越高，主要体现在机车的技术性能及可靠性方面，因此本文主要研究如何优化机车车体的设计。
1 车体有限元建模
定义优化前的车体设计为SDD7o (SDD7 Original Addition)，优化后的车体设计为SDD7。本次建模计算以待优化车型SDD7o机车车体为对象，图1所示为SDD7o型机车车体几何模型，参照TB/T 2541—1995《内燃、电力机车车体静强度试验方法》，通过有限元分析得到机车在3种不同工况下的应力分布及形变。
工况及载荷：(1)垂向静载荷为559 kN；(2)纵向压缩载荷为2 000 kN；(3)救援载荷为(430+186.2) kN。材料：Q345E钢，弹性模量E=2.06×1011Pa，泊松比μ=0.3，屈服强度σs=345 MPa；垂直载荷工况下的许用应力：σ1=0.6σs=207 MPa；其他工况下的许用应力：σ2=σs=345 MPa。
图2为SDD7型机车车体的有限元模型，采用壳单元与梁单元划分，共591 439个单元，1 311 830个节点。
图1 SDD7o型机车车体几何模型
图2 SDD7型机车车体有限元模型
