長定子中低速磁浮列車懸浮架疲勞強度研究.pdf

1、磁懸浮列車是人類未來綠色交通的發(fā)展方向，其具有節(jié)能環(huán)保、安全舒適等特點。中低速磁浮列車更以其低噪聲、低能耗、線路適應(yīng)性強及線路成本低等優(yōu)點成為城市內(nèi)部有競爭力的新型公共交通工具。
　　懸浮架作為磁浮列車的核心部件之一，不僅起承載、結(jié)構(gòu)解耦的作用，而且還是支撐輪、空氣彈簧等零件的安裝基礎(chǔ)。懸浮架工作過程中受到復(fù)雜的垂向和橫向載荷作用。其結(jié)構(gòu)可靠性直接影響列車運行安全，因此有必要對其進行疲勞強度研究和疲勞壽命分析。本文以西南交通大學(xué)長

2、定子中低速同步驅(qū)動磁浮列車懸浮架為研究對象，開展了懸浮架有限元靜力學(xué)分析、疲勞強度和疲勞壽命研究工作。主要研究內(nèi)容如下所示:
　　(1)利用ANSYS Workbench有限元分析軟件結(jié)合SolidWorks建立了長定子中低速磁浮列車懸浮架有限元分析模型。擬定了磁懸浮列車運行的四種典型工況:靜懸浮、正常行駛、緊急制動、停車。分析了懸浮架在四種工況下承受的載荷以及有限元分析時的約束條件。對懸浮架在四種工況下分別進行了靜力學(xué)分析。校核

3、了懸浮架的剛度和靜強度，結(jié)果表明懸浮架的剛度和強度滿足列車運行要求?；趹腋〖苷Ｐ旭偣r進行了模態(tài)分析，結(jié)果顯示懸浮架一階模態(tài)固有頻率遠遠大于激振頻率，有效避免了共振的發(fā)生。
　　(2)基于懸浮架靜力學(xué)分析結(jié)果，在懸浮架托臂、支腿、上縱梁和下縱梁上分別取一定數(shù)量的關(guān)鍵點，利用關(guān)鍵點的等效平均應(yīng)力和應(yīng)力幅，采用修正的Goodman疲勞極限圖，分別對托臂、支腿、上縱梁和下縱梁進行了疲勞強度分析。結(jié)果表明懸浮架四部分子結(jié)構(gòu)的疲勞強度都

4、滿足使用要求。
　　(3)結(jié)合懸浮架的靜力學(xué)分析結(jié)果，選用修正的鋁合金S-N曲線，采用SN-Goodman平均應(yīng)力修正理論，利用有限元疲勞分析模塊對懸浮架在靜懸浮、正常運行、緊急制動三種工況下的疲勞壽命進行了分析。結(jié)果顯示，三種工況下懸浮架的疲勞危險部位都位于左右兩個支腿上橫向弧板與豎板的連接處，有必要對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化或局部重新設(shè)計。正常行駛工況是懸浮架的危險工況，疲勞壽命最小為n2=3.53年。
　　綜上所述，本文對長定子