[發明專利]一種對制動夾鉗的靜強度特性分析方法

在審

• 申請號: 202010778753.0
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111898209A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 吳沫;王其晨;王以祥;韓睿;劉文亮;田銀
• 申請（專利權）人: 中鐵磁浮科技（成都）有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;B61H7/12;G06F119/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了一種對制動夾鉗的靜強度特性分析方法，采用通過有限元軟件對制動夾鉗的靜強度及模態進行仿真計算分析，通過更加簡單的計算方式，快速得到制動夾鉗各構件的最大應力，且采用這樣的計算方式能夠提高制動夾鉗的靜強度的計算精度，從而提高列車的制動效率。

技術領域

本發明屬于磁浮列車技術領域，具體為一種對制動夾鉗的靜強度特性分析方法。

背景技術

制動夾鉗是磁浮列車制動系統的執行部件，電子制動控制單元(EBCU)根據列車指令控制液壓制動控制單元(HBCU)為制動夾鉗提供壓力油，制動夾鉗上的活塞桿在壓力油作用下推動閘片夾緊F軌，對列車實施制動。

目前對于制動夾鉗的靜強度計算一般采用在制動夾鉗的液壓部分上設置壓力傳感器，通過壓力傳感器測量制動夾鉗對F軌在最大工況下的最大緊急制動力，然后再通過較復雜的計算計算出制動夾鉗的靜強度；采用這樣的計算方式比較復雜，且精度不高，容易出現由于精準度不高而導致制動夾鉗的制動性能不高，從而影響列車的制動效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種對制動夾鉗的靜強度特性分析方法，采用通過有限元軟件對制動夾鉗的靜強度及模態進行仿真計算分析，通過更加簡單的計算方式，快速得到制動夾鉗各構件的最大應力，且采用這樣的計算方式能夠提高制動夾鉗的靜強度的計算精度，從而提高列車的制動效率。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種對制動夾鉗的靜強度特性分析方法，所述制動夾鉗的實體結構包括主動夾塊和從動夾塊，從動夾塊與主動夾塊之間設置安裝板，安裝板處設置有減震墊組件，從動夾塊與主動夾塊通過上吊桿和下吊桿螺栓連接，從動夾塊上部設置閘片組件，閘片組件與制動連桿螺栓連接，主動夾塊包括油缸，所述制動夾鉗的實體結構還包括活塞桿，所述油缸與活塞桿配合，所述活塞桿的側壁上設置閘片組件；包括以下步驟：

S1：有限元模型建立，根據制動夾鉗的實體結構各個部件的受力情況不同，將制動夾鉗的實體結構劃分為主要受力部件和次要部件；主要受力部件包括主動夾塊、從動夾塊、上吊桿、下吊桿和制動連桿；次要部件包括閘片組件、活塞桿和螺栓；

基于劃分后的制動夾鉗的實體結構、在有限元軟件中建立簡化的制動夾鉗結構的有限元模型；對有限元模型配置對應的計算參數、材料參數；

S2：邊界條件處理，所述有限元模型以制動夾鉗的安裝板為基點坐標，建立坐標系，其中，x軸正向為制動方向，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；

主動夾塊的邊界條件為：油缸內施加壓力，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夾塊的均布力模擬夾緊力，從動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，上吊桿與主動夾塊和從動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，下吊桿端蓋與主動夾塊和從動夾塊之間均為固定接觸；

制動連桿的邊界條件為：選擇與活塞桿相連一側的制動連桿作為計算目標，閘片上施加x方向制動力，制動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面施加固定約束；

S3：計算主要受力部件靜強度，根據步驟1)的各個部件的參數與步驟2)所設定的邊界條件，計算主要受力部件的應變及應力，再將主要受力部件的位移、應變繪制分布云圖；