CRH1A型动车组自动车钩工作原理及故障分析 - 图文

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第29页

另一端加1500kN的压缩力；工况二定义为拉伸，将两中心轴销孔完全约束，在两车钩的钩尾端面施加1000kN的拉伸力。

（3）分析步和分析 根据上述的工况要求需要两个分析步，因此创建两个分析步，设置最大增量步数大小为1000，初始增量步大小为0.1，其余默认设置。然后创建任务，提交任务分析。得出的结果如下图3-7与图3-8所示：

图 3-7 连挂强度校核工况一

图 3-8 连挂强度校核工况二

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工况一的最大应力出现在尾部圆柱与壳体结合处，值为764MPa； 工况二的最大应力出现在尾部圆柱与壳体结合处，值为467.3MPa。

材料的许用应力为830MPa，安全系数为1.08和1.77，大于1，满足静强度要求。 2. 吊板强度校核 在受到拉力时，通过拉杆的传力的作用实现其功能，是保证两车钩连挂的关键零件。

（1）材料选择及网格划分 吊板通过中心轴销和钩头体连接，在钩内部，与连杆相连。吊板的材料选择E级钢，强度极限为830MPa，杨氏模量E=200GPa，泊松比0.4。划分网格式采用正四面体自由划分。正四面体的边长为8mm。

（2）装配和载荷 根据车头的受力情况，可以得出，吊板受是在整个车钩受拉力时。而当整个车钩受拉力时，中间的承力部件就是两根连杆，两根连杆总受力为1000kN拉力。工况一：吊板中心轴处采用完全固定，两侧有连杆的连接，因此两侧的力合力为1000kN，方向一致，都是在连杆一侧。工况二：把连杆和吊板的配合处完全固定，在吊板的中心轴处加力500kN。受力情况如下图3-9：

图 3-9 吊板的两种工况

（3）作业分析和后处理 分析时的两种工况设计两个分析步，两个分析步设置初始增量步大小为0.1，最大增量步数为1000其他值为默认。得出如下的受力云图3-10和图3-11：

工况一：在吊板和连杆销配合的凹陷处应力最大，为128.2MPa；

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工况二：在连杆和吊板配合的凹陷处受应力最大，为172.7MPa。

材料许用应力为830MPa，安全系数为6.47和4.8，远大于1，满足静强度要求。

图 3-10 吊板工况一静强度云图

图 3-11 吊板工况二静强度云图

3. 连杆强度分析 当车钩处于连挂状态时，有拉杆来承受主要的拉力作用。 （1）材料选择及网格划分 连杆通过中心轴销和钩头体连接，在钩内部与两车钩相连。连杆的材料选择E级钢，强度极限为830MPa，杨氏模量E=200GPa，泊松比0.4。划分网格式采用正四面体自由划分。正四面体的边长为8mm。

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（2）装配和载荷 连杆是与吊板配合受力的，当车钩受拉力时首先受力是连杆，两连杆共同受力为1000kN，因此，加在一根两岸上的力为500kN。分析时分为两种工况，一种是将连杆与连杆销接触位置完全固定，在连杆与另一吊板配合处施加沿连杆向外的力500kN，另一种则是将固定位置和加力位置交换。

图 3-12 连杆两种工况示意图

（3）作业分析和后处理 两种工况涉及的两个分析步设置为初始增量步大小为0.1，最大增量步数为1000。得出以下受力云图3-13和图3-14：

图 3-13 连杆工况一静强度云图