Особенности конечноэлементного моделирования колеса маневрового тепловоза

Abstract

Выполнен анализ эксплуатационных неисправностей колесных пар тепловозов серий ЧМЭ3 и ТМЭ1 в части образования трещин в центрах и бандажах, а также конструктивных особенностей тележек, который показал, что возможной причиной неисправностей являются особенности экипажной части тепловозов. Установлено, что для ряда случаев (различных кривых и профилей бандажей) имеет место невыполнение условий геометрического вписывания в кривые малого радиуса. Полученные результаты свидетельствуют о наличии дополнительных боковых нагрузок на объект исследования. Для оценки прочности колеса разработана его конечноэлементная модель в программном комплексе ANSYS. Приведены стадии и особенности формирования конечноэлементных моделей колесного центра и бандажа. Выполнен тестовый расчет напряженно-деформированного состояния колеса и обозначены пути дальнейшего решения поставленной задачи.

The operational malfunctions analysis for the wheel pairs of ChME3 and TME1 diesel locomotives for the case of cracks formation in the centers and bandages. The similar analysis for car bogies was performed and it showed that the possible reason of the appearing malfunctions is the peculiarities of locomotive vehicle-part. It was established, that for a number of cases (for various curves and profiles of bandages) there is a nonperformance of geometrical entry in curves of small radius conditions. The received results demonstrate the presence of additional lateral loadings on the object of research. To estimate wheel strength there was created a finite-element model in ANSYS software complex. There are presented the formation stages and features of wheel center and bandage finite-element models. Test computation of the wheel stress-strain condition was executed and there were defined the ways of the further decision of the described problem.