钢轨打磨偏转机构弹性动力学分析及其优化设计
2018-06-20易仲庆谢进李石平魏巍
铁道科学与工程学报 2018年6期
易仲庆,谢进,李石平,魏巍
(1. 西南交通大学 机械工程学院,四川 成都 610031;2. 株洲时代电子技术有限公司,湖南 株洲 412007)
列车运行速度越快,对钢轨的平顺度要求越高,对钢轨打磨精度也就提出了更高的要求。钢轨打磨车作业机构驱动方式包括液动和气动 2种方式。方立志等[1]对液动下压打磨机构压力波动控制进行了分析;聂蒙等[2−3]对气动打磨压力波动影响机理及恒压控制系统进行了分析;吕峰[4]对96磨头钢轨打磨车作业机构进行了动力学研究,重点阐述了打磨单元的模态和结构优化问题。实际上,打磨车的作业过程就是砂轮对钢轨进行磨削加工的过程。从机械加工的基本理论可知,影响加工精度的因素主要包括机械结构误差和控制误差[5],制造误差及构件的弹性变形均会造成作业机构输出运动误差[6]。换言之,打磨车作业机构构件的弹性变形是影响机械结构误差的重要因素之一。而目前在钢轨打磨车作业机构中考虑构件的弹性变形的研究却不多见。考虑机构构件的弹性变形、对机构进行动力分析的研究始于20世纪70年代后期。Erdaman等[7]将有限元法和结构动力学中的力法和位移法引入弹性机构分析;Bahgat等[8]采用了结构有限元分析的位移法,利用5次埃米尔特插值函数作为梁单元的横向位移函数,精确模拟了振型曲线,并准确求出了单元的最大应力;张策等[9]对机构弹性动力学建模、微分方程求解及参数优化进行了较为系统的分析。本文拟以 48磨头钢轨打磨车偏转机构为研究对象,采用有限单元法,建立基于Lagrange方程的偏转机构弹性动力学模型。……
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