[發明專利]機車柴油發電機組安裝架垂向變形曲線繪制方法

有效

• 申請號: 201410720118.1
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104361188A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 王毅;李靜
• 申請（專利權）人: 南車資陽機車有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

技術領域

本發明涉及一種機車柴油發電機組安裝架垂向變形曲線繪制方法。

背景技術

機車設計中，柴油發電機組安裝架需要具有足夠的剛度，以使其上的柴油發電機和電機保持平衡和對中度。

對于柴油發電機組安裝架垂向剛度，從根本上說就是安裝架的垂向變形，繪制出垂向變形圖即可推算垂向剛度，對于安裝架垂向變形圖繪制，現有技術中并沒有給出具體可行的明確方法。

機車柴油發電機組安裝架在設計中，其上部承受發電機重量、柴油機重量、自重等，而且其自身是由減震器支承在車架上。因此，在這些邊界條件作用下，安裝架將產生變形，此時的垂向位移值Δ包含兩個部分的位移：由于減震器變形導致的安裝架整體垂向位移Δ1、安裝架自身在載荷作用下的垂向變形Δ2。因此對于安裝架自身單個點的垂向變形Δ2有如下公式：

Δ2＝Δ-Δ1

上式中，Δ可以從有限元分析結果中得到，Δ1可以通過虎克定律來計算。當知道Δ2后，取安裝架的縱向(安裝架長度方向)一條線上節點，再以垂向變形值為縱坐標，點的縱向物理位置為橫坐標的圖中描出每個節點的垂向位移，即可得到安裝架在這條線上的垂向變形圖。

但是，實際應用中，由于安裝架是多點支承，上部載荷也可能存在偏心等，使得每個點的Δ1的計算變得很困難。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種機車柴油發電機組安裝架垂向變形曲線繪制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種機車柴油發電機組安裝架垂向變形曲線繪制方法，包括如下步驟：

步驟一、建立安裝架仿真模型；

步驟二、利用從步驟一的仿真模型中獲取的安裝架的綜合垂向位移制作垂向位移數據表，得到各節點的垂向位移；

步驟三、將步驟一中仿真模型的安裝架的材料彈性模量修改為原來的至少100倍，其它保持不變建立仿真模型；

步驟四、利用從步驟三的仿真模型中獲取的減震器變形導致的安裝架整體垂向位移制作垂向位移數據表，得到各節點的減震器變形導致的安裝架整體垂向位移；

步驟五、計算安裝架節點自身的垂向位移；

步驟六、以節點縱坐標為橫坐標、節點自身的垂向位移為縱坐標進行描點作圖，將這些點依次連接在一起，得到機車柴油發電機組安裝架垂向變形曲線。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：以圖形方式直觀的表示安裝架自身沿縱向(長度方向)的垂向變形曲線，可從變形曲線中直接得出安裝架自身的垂向最大變形，該變形在設計中一般限制在0.1mm以內，并使得后期進行進一步的柴油發電機組安裝對中度的計算有明確的數據支撐。

具體實施方式

一種機車柴油發電機組安裝架垂向變形曲線繪制方法，如圖1所示，包括如下步驟：

步驟一、建立安裝架仿真模型：

參考設計模型進行安裝架建模，在具有結構仿真分析功能的仿真軟件中進行有限元離散，成為安裝架結構的有限元仿真模型，模型中還應包含柴油機、主發電機、減震器。

模型中包含柴油機和主發電機，但由于這兩個部件結構復雜，自身也具有很大的剛度(相當于安裝架)和質量，所以應對柴油機和主發電機應進行簡化處理。

對柴油機和主發電機應進行簡化處理：

1)、以柴油機和主發電機各自的質心位置簡化為質量點，質量點應包含數據：質量，沿x、y、z三個方向的轉動慣量。

2)、將柴油機和主發電機各自的質心與其在安裝架上對應的安裝座之間建立剛性區域，以模擬其剛度遠大于安裝架剛度。

3)、柴油機和主發電機附屬結構質量等效分解到柴油機和主發電機上。

減震器的模擬：

減震器有動態和靜態下不同的性能參數，在本方法中，主要考慮靜態，因此，將減震器簡化為彈簧，彈簧包含參數：x、y、z三個方向的剛度。

步驟二、從步驟一的仿真模型中計算得到a結果(即安裝架的綜合垂向位移Δ)：

對步驟一的仿真模型進行靜強度仿真分析，仿真分析條件為垂直靜載。(如果需要得到動載的垂向變形曲線，此處應施加垂向x倍重力加速度，x為機車總體設定的垂向動載系數，步驟四的仿真條件與此處同。)通過仿真分析，得到數據結果，稱為a結果。仿真分析結果中應包含數據：垂向位移。

此時的垂向位移為安裝架的綜合垂向位移Δ，包含由于減震器變形導致的安裝架整體垂向位移Δ1、安裝架自身在載荷作用下的垂向變形Δ2。

步驟三、制作a結果的垂向位移數據表a。