[發(fā)明專利]一種對(duì)制動(dòng)夾鉗的靜強(qiáng)度特性分析方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010778753.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN111898209A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳沫;王其晨;王以祥;韓睿;劉文亮;田銀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵磁浮科技（成都）有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/23;B61H7/12;G06F119/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

1.一種對(duì)制動(dòng)夾鉗的靜強(qiáng)度特性分析方法，所述制動(dòng)夾鉗的實(shí)體結(jié)構(gòu)包括主動(dòng)夾塊(6)和從動(dòng)夾塊(2)，從動(dòng)夾塊(2)與主動(dòng)夾塊(6)之間設(shè)置安裝板(8)，安裝板(8)處設(shè)置有減震墊組件，從動(dòng)夾塊(2)與主動(dòng)夾塊(6)通過上吊桿(5)和下吊桿(7)螺栓連接，從動(dòng)夾塊(2)上部設(shè)置閘片組件(3)，閘片組件(3)與制動(dòng)連桿螺栓連接，主動(dòng)夾塊(6)包括油缸，所述制動(dòng)夾鉗的實(shí)體結(jié)構(gòu)還包括活塞桿(4)，所述油缸與活塞桿(4)配合，所述活塞桿的側(cè)壁上設(shè)置閘片組件(3)；其特征在于：包括以下步驟：

S1：有限元模型建立，根據(jù)制動(dòng)夾鉗的實(shí)體結(jié)構(gòu)各個(gè)部件的受力情況不同，將制動(dòng)夾鉗的實(shí)體結(jié)構(gòu)劃分為主要受力部件和次要部件；主要受力部件包括主動(dòng)夾塊、從動(dòng)夾塊、上吊桿、下吊桿和制動(dòng)連桿；次要部件包括閘片組件、活塞桿和螺栓；

基于劃分后的制動(dòng)夾鉗的實(shí)體結(jié)構(gòu)、在有限元軟件中建立簡化的制動(dòng)夾鉗結(jié)構(gòu)的有限元模型；對(duì)有限元模型配置對(duì)應(yīng)的計(jì)算參數(shù)、材料參數(shù)；

S2：邊界條件處理，所述有限元模型以制動(dòng)夾鉗的安裝板為基點(diǎn)坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系，其中，x軸正向?yàn)橹苿?dòng)方向，y軸為豎直向上，z軸在水平面上，可用x軸、y軸右手定則確定z軸方向；

主動(dòng)夾塊的邊界條件為：油缸內(nèi)施加壓力，約束上吊桿與安裝板處有減震墊組件接觸處x和z方向位移，下吊桿約束與安裝板接觸位置x、y和z方向位移；

從動(dòng)夾塊的邊界條件為：約束上吊桿在安裝板減震墊組件處的x和z方向位移，約束下吊桿在安裝板接觸位置x、y和z方向位移，在閘片上施加作用方向向從動(dòng)夾塊的均布力模擬夾緊力，從動(dòng)夾塊與閘片間為摩擦接觸；

上吊桿的邊界條件為：約束上吊桿在安裝板減震墊組件處的x和z方向位移，上吊桿與主動(dòng)夾塊和從動(dòng)夾塊之間均為摩擦接觸；

下吊桿的邊界條件為：約束下吊桿在安裝板接觸處的x、y和z方向位移，下吊桿端蓋與主動(dòng)夾塊和從動(dòng)夾塊之間均為固定接觸；

制動(dòng)連桿的邊界條件為：選擇與活塞桿相連一側(cè)的制動(dòng)連桿作為計(jì)算目標(biāo)，閘片上施加x方向制動(dòng)力，制動(dòng)連桿的一端與閘片組件用螺栓連接，另一端施加固定約束，閘片組件之間、閘片組件與制動(dòng)連桿之間、螺栓連接處接觸皆為摩擦接觸，在活塞桿套座頂端環(huán)面施加固定約束；

S3：計(jì)算主要受力部件靜強(qiáng)度，根據(jù)步驟1)的各個(gè)部件的參數(shù)與步驟2)所設(shè)定的邊界條件，計(jì)算主要受力部件的應(yīng)變及應(yīng)力，再將主要受力部件的位移、應(yīng)變繪制分布云圖；

S4：判定主要受力部件最大應(yīng)力是否超過主要受力部件的許用應(yīng)力，根據(jù)步驟3)計(jì)算得到的主要受力部件所產(chǎn)生的最大應(yīng)力與主要受力部件材料參數(shù)所對(duì)應(yīng)的許用應(yīng)力對(duì)比，若沒有超過，即設(shè)計(jì)符合要求，不對(duì)該制動(dòng)夾鉗結(jié)構(gòu)做任何標(biāo)記；若超過，即不符合設(shè)計(jì)要求，標(biāo)記該制動(dòng)夾鉗結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)制動(dòng)夾鉗的靜強(qiáng)度特性分析方法，其特征在于：在步驟1)中，所述制動(dòng)夾鉗結(jié)構(gòu)模型劃分，采用實(shí)體單元solid185模擬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)制動(dòng)夾鉗的靜強(qiáng)度特性分析方法，其特征在于：所述閘片組件和活塞桿材料采用ZL205A，螺栓材料采用06Cr19Ni10。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)制動(dòng)夾鉗的靜強(qiáng)度特性分析方法，其特征在于：所述主動(dòng)夾塊和從動(dòng)夾塊材料采用ZL205A，上吊桿和下吊桿材料采用1Cr17Ni2，制動(dòng)連桿材料采用06Cr19Ni10。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)制動(dòng)夾鉗的靜強(qiáng)度特性分析方法，其特征在于：所述制動(dòng)油缸缸徑為32mm，油缸活塞作用面積為804mm²，制動(dòng)缸壓力為5.2MPa，機(jī)械效率為0.9，動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)為0.3，回位彈簧力為300N，單個(gè)夾鉗夾緊力為7255.4N，制動(dòng)力為4353.3N。

6.權(quán)利要求1所述的一種對(duì)制動(dòng)夾鉗的靜強(qiáng)度特性分析方法，其特征在于：在步驟2)中，主動(dòng)夾塊的邊界條件油缸內(nèi)施加的壓力為5.2MPa。