高速动车组轴箱弹簧有限元分析与特性研究

摘要

以高速动车组轴箱弹簧为研究对象,利用软件Hyper Mesh建立弹簧有限元模型.考虑弹簧支撑圈与工作圈在大挠度情况发生接触,对接触区进行网格细化.将该模型导入软件ABAQUS中进行有限元计算分析,通过静应力标定试验进行验证.结果表明,有限元分析结果和静应力标定试验结果比较一致,相对误差在允许范围内,验证了有限元计算模型的正确性.采用有限元分析与弹簧最大应力计算公式相结合的方法,推出轴箱弹簧刚度特性曲线,并通过曲线的线性拟合,得出其刚度值为352.1 N/mm.分析轴箱弹簧发生疲劳断裂位置,获得该位置当量应力与接触应力随弹簧挠度变化的应力曲线,得出最大接触应力为164.6 MPa,验证了接触应力对端部接触区当量应力具有较大影响.因此在制造过程中,可以调节支撑圈与第1工作圈间隙来减少接触应力的影响.