考虑接触影响的动车组轴箱弹簧特性分析

作     者：和永峰 薛海 张羽帆 叶层林 HUO Yongfeng;XUE Hai;ZHANG Yufan;YE Cenglin

作者机构：兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 

基　　金：甘肃省教育厅高校教师创新基金项目(2023A-043) 甘肃省自然科学基金项目(23JRRA909) 兰州交通大学天佑创新团队项目(TY202006) 

出 版 物：《重庆交通大学学报(自然科学版)》 (Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science))

年 卷 期：2025年第44卷第1期

页      码：112-119页

摘      要：针对动车组轴箱弹簧工作圈与支撑圈接触导致刚度和服役寿命不满足设计要求的问题,以及采用传统一体式扫描建模不易实现两端支撑圈制扁并紧特征的弊端,根据弹簧几何结构拓扑关系,提出“下支撑圈-上支撑圈-工作圈”三段式建模方法,采用有限元软件ABAQUS的Python二次开发模块建立了轴箱弹簧精细化有限元模型,从而提升参数化模型的准确性。考虑工作圈与支撑圈接触效应的影响,从接触面积、刚度、应力等方面开展弹簧特性仿真分析,明晰接触关系对弹簧特性的影响规律,并通过试验验证仿真结果的准确性。分析结果表明:在轴向载荷作用下,工作圈和支撑圈间的接触线中段存在翘曲现象,随着载荷增加,接触面积呈指数增加,且刚度也呈现明显的非线性递增特性,在压并载荷下刚度比未接触时偏大17.1%;接触关系对临近支撑圈的工作圈切应力影响较大,但对工作圈中段影响较小,其仿真值与理论值最大误差为3.91%;采用参数化有限元模型仿真分析的刚度、内侧切应力与试验所测试的值误差均在5%以内,表明所提出的建模方法具有较好的可行性,为提升动车组轴箱弹簧设计质量和服役安全性提供参考。

主 题 词：车辆工程 动力组 轴箱弹簧 二次开发 精细化建模 接触应力 

学科分类：082304[082304] 08[工学] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-0696.2025.01.14

馆 藏 号：203157001...