动车转向架构架的虚拟制造技术系统研究

摘要

近年来，随着我国国民经济迅速增长和科技的不断进步，高速列车在铁路运输中已得到广泛应用。而高速列车运行的性能指标在很大程度上取决于转向架构架的性能。论文针对构架复杂的结构和严格的制造要求，讨论了当前虚拟技术的应用和发展现状，利用虚拟制造技术对其制造过程进行全程分析模拟，对各个功能模块的实现原理和方法作了介绍，在理论上做到了构架的虚拟制造。
　　 首先，对虚拟制造技术做了详细阐述，介绍了动车组转向架的发展史及发展现状。结合工厂制造、装配工艺，利用通用的UG建模软件对SKMB-200型动车转向架构架进行了建模，并做了虚拟装配。对构架的许用应力进行了计算，并利用UG软件中有限元分析模块的ABAQUS计算方法对构架进行了静强度、疲劳强度的评价和模态分析;将软件计算结果与现实构架进行对比，提出了一些优化建议供企业参考。
　　 其次，根据加工工艺，对构架的电机吊座的部分加工进行了虚拟加工仿真，并生成了相应的数控程序。该仿真过程是对虚拟制造技术中虚拟加工技术的应用，可在不进行实际加工的情况下完成工艺制作、检验和优化。既减轻了工艺设计者的负担，又提高了工艺设计效率。
　　 最后，对虚拟制造技术在高速列车制造行业的应用做了相应的展望，提出构架制造的虚拟车间雏形，对虚拟车间的物流、信息流的建立和集成管理给出了建议，提出下一步的发展方向应该是基于网络技术的虚拟企业技术。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．1．1 虚拟制造产生的动力

1．1．2 制造技术发展结果-----虚拟制造

1．1．3 各项支撑技术的发展

1．2 虚拟制造技术的国内外研究现状

1．2．1 国外研究概况

1．2．2 国内研究概况

1．3 课题研究背景及意义

1．3．1 课题研究背景

1．3．2 课题研究意义

第2章 虚拟制造技术

2．1 虚拟制造的定义与分类

2．1．1 虚拟制造的定义

2．1．2 虚拟制造的分类

2．2 虚拟制造的内涵

2．2．1 虚拟制造的特点

2．2．2 虚拟制造的相关技术

2．2．3 虚拟制造的关键技术

2．3 虚拟制造系统

2．3．1 虚拟制造系的组成

2．3．2 虚拟制造系统特点及目标

2．3．3 虚拟制造系统的目标

2．4 应用软件介绍

2．4．1 UG简介

2．4．2 UG主要功能

2．5 小结

第3章 建模及装配技术在转向架设计中的应用

3．1 引言

3．2 建模方法和建模特点

3．2．1 虚拟制造建模方法

3．2．2 虚拟制造建模的特点

3．2．3 产品建模

3．3 转向架及构架简介

3．3．1 转向架的发展

3．3．2 SKMB-200型转向架

3．3．3 SKMB-200型转向架构架

3．4 转向架构架的建模

3．5 虚拟装配技术

3．5．1 虚拟装配

3．5．2 虚拟装配技术的特点

3．5．3 转向架构架部件的虚拟装配

3．6 小结

第4章 仿真技术在构架动力学研究的应用

4．1 引言

4．2 模型蟊度计算与分析

4．2．1 构架实际工况分析

4．2．2 等效载荷应力的计算

4．3 基于哈密尔顿原理的模型有限元

4．3．1 三维固体应力应变

4．3．2 三维刚体系统动力学平衡方程

4．3．3 构架工况虚拟计算分析

4．3．4 构架系统模态分析

4．4 小结

第5章 虚拟加工技术在转向架设计中的应用

5．1 引言

5．2 转向架构架的虚拟加工技术

5．2．1 动车构架加工要求

5．2．2 关键加工工艺技术分析

5．3 虚拟加工仿真在转向架加工中的应用

5．3．1 加工过程仿真

5．3．2 代码的生成

5．3．3 代码的分析

5．3．4 加工时间计算与优化

5．4 小结

第6章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢