考虑齿轮传动影响的高速动车组电机吊架载荷及动应力研究

doi:10.3901/JME.2016.04.133

机械工程学报 ›› 2016, Vol. 52 ›› Issue (4): 133-140.doi: 10.3901/JME.2016.04.133

考虑齿轮传动影响的高速动车组电机吊架载荷及动应力研究

张丽^{1, 2}, 任尊松¹, 孙守光¹, 杨光¹

1. 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京 100044;
2. 北京市地铁运营有限公司地铁运营技术研发中心北京 102208

出版日期:2016-02-15 发布日期:2016-02-15
作者简介:张丽,女,1988年出生。主要研究方向为车辆系统动力学,结构强度与可靠性。E-mail：zhnr08@yeah.net;任尊松(通信作者),男,1969年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为车辆系统动力学,结构强度与可靠性。E-mail：zsren@bjtu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(51175032,U1134201)和铁道部重大科研计划(2012J009-A)资助项目

Research on Dynamic Load and Stress of High-speed EMU Motor Hanger Considering Influence of Gear Transmission System

ZHANG Li^{1, 2}, REN Zunsong¹, SUN Shouguang¹, YANG Guang¹

1. College of Mechanical, Electronic and Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044;
2. Subway Operation Technology Center, Beijing Subway Operation Corporation Ltd., Beijing 102208

Online:2016-02-15 Published:2016-02-15

摘要/Abstract

摘要： 针对CRH3型高速动车组电机吊架焊接结构,结合有限元法和刚柔耦合多体动力学法建立考虑齿轮传动系统的啮合振动的高速列车动车整车动力学模型,仿真计算得到电机吊架在列车加速和匀速运行工况下的动载荷;利用准静态应力法计算两种工况下电机吊架上危险节点的动应力,通过对比吊架上危险节点动应力的模拟计算结果和线路实测结果研究齿轮传动系统的啮合振动对车辆运行中电机吊架所受载荷及其上危险位置动应力的影响。结果表明：在齿轮传动系统啮合振动的影响下,电机吊架的动载荷及其结构危险节点的动应力显著增大,垂向振动加剧,而且动应力仿真结果与线路实测结果更接近。因此,在对高速列车结构件进行动应力仿真时,为了更准确地仿真结构振动对动应力仿真结果的影响,应该在结构件弹性化的基础上,同时考虑齿轮传动系统啮合振动的影响。

关键词: CRH3动车组, 齿轮传动, 电机吊架, 动应力, 刚柔耦合多体动力学, 有限元法

Abstract: For welded structure of CRH3 High-speed EMU motor hanger, according to finite element method and rigid-flexible coupling multi-body dynamics, a rigid-flexible multi-body dynamics model considering gear transmission of high-speed train motor car is firstly established to simulate the dynamic load of motor hanger in acceleration and uniform speed operating conditions. And then the dynamic stress of dangerous node on motor hanger is calculated by using quasi-static stress method. By comparison of simulating result and online test result, the influence of gear transmission meshing vibration on dynamic load and stress is obtained. The result shows that under the influence of gear transmission meshing vibration, the dynamic load and stress of dangerous node on motor hanger have a significant increase, vertical vibration is intensified. Besides, the simulation result is closer to the experimental results. Therefore, in order to simulate structural vibration effects on the simulation results in dynamic stress simulation of High-speed train structure more accurately, based on considering the flexibility of the structure, the effects of meshing vibration of gear transmission system should be taken into account as well.

Key words: CRH3 EMU, dynamic stress, finite element method(FEM), gear transmission, motor hanger, rigid-flexible coupling MBD

中图分类号:

U270

张丽, 任尊松, 孙守光, 杨光. 考虑齿轮传动影响的高速动车组电机吊架载荷及动应力研究[J]. 机械工程学报, 2016, 52(4): 133-140.

ZHANG Li, REN Zunsong, SUN Shouguang, YANG Guang. Research on Dynamic Load and Stress of High-speed EMU Motor Hanger Considering Influence of Gear Transmission System[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2016, 52(4): 133-140.

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考虑齿轮传动影响的高速动车组电机吊架载荷及动应力研究

Research on Dynamic Load and Stress of High-speed EMU Motor Hanger Considering Influence of Gear Transmission System

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