轨道车辆行李架托架的实验修正范文

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《环境技术杂志》2015年第一期

1行李架托架的破坏实验

为了考察行李架托架的静强度，本文进行了行李架托架的破坏实验。将试验件按照实际承载状态安装在工装上，通过气缸和加压板对行李架托架前端施加载荷，逐渐增大施加的压力，试验件开始发生形变直至断裂，同时记录下整个实验过程中的载荷数据。实验重复进行了三次，实验状态及系统示意见图4，三次实验的载荷曲线以及试验件的断裂状态见图5和图6，由此得到的行李架托架破坏时承受的极限力信息如表1所示。

2有限元分析

行李架托架的有限元模型通过MSC.Patran2012创建，采用Tet4自由划分网格，单元的全局尺寸为3mm，最小尺寸为0.6mm，整个模型单元数共115671个。行李架固定端采用位移约束固定，并在前端受力曲面处施加1350N（三次破坏实验得到的加载极限的平均值）的均布载荷，有限元模型见图7。

由于行李架最终会发生破坏，所以在整个过程中的材料属性是非线性的，本文采用双线性弹塑性模型来模拟，并和单线性模型作对比。根据表2给出的材料属性，有限元分析时选用各向同性的弹塑性模型，对于拉杆型材，其原始硬化模量（Hardeningslope）可取为1059MPa[2]，屈服点（YieldPoint）为130MPa；对于端部铸件，硬化模量也取为1059MPa，屈服点为280MPa，最终根据试验结果得到修正后的硬化模量为28000MPa。计算结果见表3，有限元应力云图见图8~图10。

3结论

行李架托架的破坏试验表明，当托架前端受力为1350N左右时，托架发生断裂破坏，断裂点一致都为拉杆和底架连接处靠近受力端一侧。

有限元计算的结果表明，同样施加由于线弹性模型在屈服点之后的切线模量要大于真实的硬化模量，因此计算出的最大应力偏大，超过了材料的断裂极限；修正前的双线性弹塑性模型由于硬化模量的取值偏小，因此得到的最大应力偏小，小于材料的断裂极限；修正后的双线性弹塑性模型得到了与实验相一致的最大应力以及断裂位置。因此这个模型可以应用于相同试验件的其他有限元分析中。

作者：秦建忠姚春斌张智杰单位：今创集团股份有限公司天津航天瑞莱科技有限公司上海分部