本文關鍵詞：張力補償裝置用渦卷彈簧的研究分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：張力補償裝置是鐵路接觸線在環(huán)境溫度發(fā)生變化時保持其張力恒定的裝置,其性能的優(yōu)劣影響著懸掛線的工作彈性以及線索在空間中的位置狀態(tài)等,對于減少鐵路線索故障以及我國鐵路跨越式發(fā)展的今天具有重要的意義。對于應用面廣,并極具發(fā)展?jié)摿Φ暮銖埩椈裳a償器來說,平面渦卷彈簧是此種補償裝置的關鍵件,高性能的渦卷彈簧可以保證補償裝置的補償精度和較高的使用壽命。 平面渦卷彈簧在工作時的應力大小、應力分布以及疲勞壽命分析等是一個較為復雜的研究過程,涉及到模擬仿真、試驗分析、信息采集、數(shù)據(jù)整理等方面的工作,具有一定的研究意義。隨著有限元分析方法的發(fā)展,利用計算機解決此類問題進而成為現(xiàn)實。本文以高性能平面渦卷彈簧為研究對象,涉及到的研究內(nèi)容包括： 1、對不同類型的渦卷彈簧進行理論研究,認知渦卷彈簧的基本結構和特點,掌握一般非接觸形和接觸形渦卷彈簧的變形和剛度的計算方法,探討適用于本文研究對象的理論基礎和分析手段。 2、建立平面渦卷彈簧的三維模型,利用ABAQUS有限元軟件作為分析工具,對模型進行網(wǎng)格劃分、接觸設置、載荷施加等。著重對模型的接觸情況做出優(yōu)化,在保證計算收斂的前提下對渦卷彈簧進行靜態(tài)有限元分析,得出渦卷彈簧整體的應力分布,以及各種工況下模型的應力變化情況。 3、介紹渦卷彈簧測試的方法及目的,由材料的拉伸試驗得出渦卷彈簧的彈性模量等性能參數(shù),通過整體測試得出渦卷彈簧的靜態(tài)應力以及殘余應力的分布情況,計算渦卷彈簧的實際工作應力,并將試驗數(shù)據(jù)用于驗證有限元分析的可靠性。 4、了解疲勞強度與疲勞壽命方面的理論,掌握影響疲勞強度的因素與提高疲勞強度的方法,對失效斷裂的渦簧材料進行斷口分析,以渦卷彈簧材料的疲勞試驗為基礎,對其進行無限和有限壽命設計。 5、對研究內(nèi)容作出簡要總結,展望渦卷彈簧補償裝置的應用空間,并對渦卷彈簧的進一步分析提出建議。
【關鍵詞】：補償裝置 渦卷彈簧 有限元分析 應力測試 疲勞壽命
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH135
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目錄5-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.1 課題的研究背景與來源7-8
• 1.1.1 課題的研究背景7-8
• 1.1.2 課題來源8
• 1.2 接觸網(wǎng)補償裝置種類及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 補償裝置的種類8-11
• 1.2.2 接觸網(wǎng)補償裝置國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題的研究對象12-14
• 1.4 論文的研究內(nèi)容14-16
• 第二章 渦卷彈簧設計理論研究及分析方法探討16-32
• 2.1 平面渦卷彈簧的結構特點及成形工藝16-18
• 2.2 平面渦卷彈簧計算方法探討18-23
• 2.2.1 曲梁在純彎曲時的正應力18-22
• 2.2.2 矩形截面曲梁的曲率半徑22-23
• 2.3 平面渦卷彈簧的變形和剛度計算公式23-27
• 2.3.1 非接觸形平面渦卷彈簧的變形和剛度計算公式23-26
• 2.3.2 接觸形平面渦卷彈簧的變形和剛度計算公式26-27
• 2.4 平面渦卷彈簧的設計計算27-30
• 2.4.1 平面渦卷彈簧的基本計算公式27-28
• 2.4.2 接觸形平面渦卷彈簧的設計計算28-30
• 2.4.3 平面渦卷彈簧設計中應注意的問題30
• 2.5 平面渦卷彈簧的制造材料和許用應力30-31
• 2.6 本章小結31-32
• 第三章 平面渦卷彈簧的有限元分析32-47
• 3.1 有限元方法32-34
• 3.1.1 有限元方法簡介32-33
• 3.1.2 有限元分析基本步驟33-34
• 3.1.3 ABAQUS軟件介紹34
• 3.2 有限元模型的建立與選取34-36
• 3.3 平面渦卷彈簧的有限元分析36-43
• 3.3.1 創(chuàng)建部件36-37
• 3.3.2 創(chuàng)建材料和截面屬性37-38
• 3.3.3 定義裝配體38-39
• 3.3.4 劃分網(wǎng)格39-40
• 3.3.5 設置分析步40-41
• 3.3.6 設置相互作用關系41-42
• 3.3.7 定義邊界條件及施加載荷42-43
• 3.4 計算結果及分析43-46
• 3.5 本章小結46-47
• 第四章 平面渦卷彈簧的性能測試47-62
• 4.1 電阻應變片測試方法簡介47-48
• 4.2 測試系統(tǒng)基本構成48-49
• 4.3 材料性能測試49-51
• 4.3.1 泊松比與彈性模量的測試49-50
• 4.3.2 屈服強度及抗拉強度測試50-51
• 4.4 靜態(tài)工作應力測試51-56
• 4.4.1 測點布置及各工況測試51-54
• 4.4.2 數(shù)據(jù)處理及分析54-56
• 4.5 殘余應力測試56-59
• 4.5.1 殘余應力的產(chǎn)生極其對渦簧性能的影響56-58
• 4.5.2 殘余應力的測試方法及測點分布58-59
• 4.6 渦卷彈簧應力測試結果59-61
• 4.7 本章小結61-62
• 第五章 渦卷彈簧的疲勞壽命設計62-75
• 5.1 疲勞強度概述62-64
• 5.1.1 疲勞的概念和分類62
• 5.1.2 影響疲勞強度的因素62-64
• 5.1.3 提高疲勞強度的方法64
• 5.2 失效分析64-68
• 5.3 渦卷彈簧的高周疲勞68-74
• 5.3.1 51CrV4的疲勞極限68-69
• 5.3.2 渦卷彈簧的持久極限69-71
• 5.3.3 渦卷彈簧的有限壽命設計71-74
• 5.4 本章小結74-75
• 第六章 總結與展望75-77
• 6.1 總結75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻77-80
• 致謝80-81
• 攻讀碩士學位期間主要的研究成果81-82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關鍵詞：張力補償裝置用渦卷彈簧的研究分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：335395