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铁道车辆车钩的创新设计及有限元强度计算

作　者: 王妍
导　师: 尹健；王明凤
学　校: 贵州大学
专　业: 机械工程
关键词: 铁道车辆车钩自动脱离防跳装置创新设计
分类号: U270.34
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

目前我国由于铁道车辆车钩的固有设计的缺陷,在运用中因为线路质量问题引起机车车辆相互震动造成车钩解锁导致机车车辆分离,带来很大的安全隐患。针对我国铁路运输过程中车钩自动脱离这一现象,从车钩的结构以及车钩的工作特点,综合分析了造成车钩自动脱离的一般原因,并结合这一问题提出相应的创新设计。15号车钩是我国铁路客车车辆的主型车钩,其固有设计在运用中由于线路质量问题引起车辆震动造成车钩分离,旅客运输带来很大的安全隐患。本文调查研究了现有铁道车辆车钩的固有防跳设计的缺陷问题,结合机车车辆分离案例分析,根据调查研究结果提出多种合理的研究方案,提出具有创新性的车钩防跳功能装置的结构设计方案。并利用大型有限元软件COSMOS对结构设计方案中的车钩防跳功能装置结构的主要部件进行优化设计,从而达到提高车钩工作的安全性和可靠性。本设计在不改变15号车钩原有结构设计和外形尺寸的前提下,仅增加一个附属机械装置就能克服其固有防跳设计的缺陷问题。其特点:结构简单、有效、便于安装以及运用中的检查和机车车辆的正常摘解;便于铁路运输部门在投入不大的情况下迅速普及。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
第一章绪论  6-13
  1.1 我国铁路运输的现状  6
  1.2 铁路车辆事故综述  6-8
  1.3 研究问题的提出  8-9
  1.4 本研究意义  9
  1.5 国内外研究现状  9-11
  1.6 本文研究内容及创新点  11
  1.7 本文的组织结构  11-13
第二章铁道车辆车钩的创新设计  13-31
  2.1 创新原理、方法的介绍  13-20
    2.1.1 创新的概念  13
    2.1.2 创新的类型  13-14
    2.1.3 创新的特点  14
    2.1.4 创新的意义  14-16
    2.1.5 机构创新设计的意义  16
    2.1.6 机构创新理论与方法概述  16-18
    2.1.7 机械创新设计方法与其它设计方法  18-20
  2.2 现用铁道车辆车钩的结构介绍  20-23
    2.2.1 车钩结构  20-21
    2.2.2 车钩开、闭锁作用  21-22
    2.2.3 客车和货车车钩防跳装置的作用原理  22-23
  2.3 铁道车辆车钩的创新设计  23-24
  2.4 创新方案的确定  24-30
    2.4.1 客车15号车钩的设计方案  24-27
    2.4.2 货车13号车钩的设计方案  27-29
    2.4.3 设计方案的主要特点  29-30
  2.5 小结  30-31
第三章铁道车辆车钩防跳装置的有限元分析  31-42
  3.1 有限元的发展概况  31-32
  3.2 COSMOS有限元软件介绍  32-34
    3.2.1 COSMOSWorks简介  33-34
    3.2.2 应用COSMOSWorks的一般步骤  34
  3.3 铁道车辆车钩防跳装置的结构建模  34-38
    3.3.1 铁道车辆车钩的实体造型  35-36
    3.3.2 模型的材料属性  36
    3.3.3 边界条件  36-37
    3.3.4 施加载荷  37-38
    3.3.5 网格划分  38
  3.4 铁道车辆车钩防跳装置的有限元结果分析  38-41
    3.4.1 应力结果分析  38-40
    3.4.2 位移/变形结果分析  40-41
    3.4.3 安全系数结果分析  41
  3.5 小结  41-42
第四章实验结果及分析  42-47
  4.1 车钩防跳装置的实验研究  42-45
    4.1.1 客车15号车钩防跳装置的实验研究  43-44
    4.1.2 货车13号车钩三连件结构防跳装置的实验研究  44-45
  4.2 实验结果及分析  45-46
    4.2.1 客车实验结果  45
    4.2.2 货车实验结果  45-46
  4.3 小结  46-47
第五章总结  47-50
参考文献  50-52
致谢  52-53
附录  53-54

铁道车辆车钩的创新设计及有限元强度计算

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