汽車轉(zhuǎn)向架的強度有限元分析對轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)進行有限元網(wǎng)格劃分，首先對結(jié)構(gòu)外表面劃分三角形網(wǎng)格，利用封閉的三角形網(wǎng)格生成四面體網(wǎng)格，即3D模塊中的tetramesh功能，三角形面網(wǎng)格如下所示，面網(wǎng)格總數(shù)為164478。圖1三角形面網(wǎng)格最終進行四面體網(wǎng)格生成，劃分好的網(wǎng)格如下所示，網(wǎng)格為四面體網(wǎng)格，單元類型為solid45，網(wǎng)格總數(shù)為263617。圖2四面體網(wǎng)格在軸箱彈簧座上模擬彈簧單元，彈簧單元采用COMBIN14單元類型，且彈簧單元與轉(zhuǎn)向架支撐處通過MPC連接，如下所示，三個方向剛度則采用三根彈簧模擬。同時約束三個彈簧端點的所有自由度。圖3軸箱彈簧座約束條件完成網(wǎng)格劃分以后，在hypermesh中進行對應(yīng)的單元類型，材料屬性進行加載，轉(zhuǎn)向架基本力學性能如下表。表1轉(zhuǎn)向架構(gòu)架用材的基本力學性能類型牌號屈服強度（MPa）超常載荷屈服許用應(yīng)力（MPa）運營載荷屈服許用應(yīng)力（MPa）抗拉強度（MPa）板材S355J2W+N355（母材）/320（焊接接頭）355（母材）/320（焊接接頭）220510鍛件Q345E345345（母材）/310（焊接接頭）220510鑄件S355J2H355（母材）/320（焊接接頭）300（母材）220510在hypermesh中的單元管理表如下所示。圖4單元管理表使用特殊載荷的靜態(tài)實驗其中c1=12t

,

c2=9.6t。將相關(guān)參數(shù)代入進行計算，特殊載荷時，每個側(cè)梁作用垂向載荷170kN,橫向載荷55KN。橫向和垂向載荷的加載位置如下圖所示，約束四個斜對稱位置。圖5轉(zhuǎn)向架整體受力示意圖在hypermesh中加載橫向和垂向載荷，最后將設(shè)置的好的文件導(dǎo)入至ansys中進行求解分析，在hypermesh中的載荷加載情況如下所示。圖6轉(zhuǎn)向架特殊載荷工況加載導(dǎo)入ansys中進行有限元分析，轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)分析結(jié)果如下所示，其中最大等效應(yīng)力為173.6MPa，最大變形為12.9mm，材料許用屈服極限為220MPa，轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)在特殊載荷作用下最大等效應(yīng)力小于結(jié)構(gòu)的許用屈服極限，所以認為轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)在特殊載荷工況下滿足強度要求。圖6轉(zhuǎn)向架特殊載荷工況下的等效應(yīng)力云圖圖7轉(zhuǎn)向架特殊載荷工況下的位移云圖

模擬工作中主要負載作用的靜態(tài)實驗:垂向力：代入?yún)?shù)計算可知，F(xiàn)z=120kN，F(xiàn)y=81kN，參考標準應(yīng)施加不同負載組合進行校核，如下圖所示。其中α=0.1，β=0.2圖8組合工況代入?yún)?shù)后計算可知9個工況下的載荷如表2所示表2模擬工況下載荷負載情況垂向力橫向力（KN）Fz1（KN）Fz2（KN）11201200210884031088481410813205108132816841080784108-81813215609132156-81在ansys中可以采用載荷步來進行加載，總共加載9個載荷，通過APDL直接讀入ansys中，然后采用FromLsFiles進行多載荷步求解，對應(yīng)9個工況下的計算結(jié)果如下表所示，云圖分別如下負載情況最大變形（mm）最大等效應(yīng)力（MPa）17.898.227.184.239.3142.348.6102.2512.5167.467.183.479.3142.4810.1120.9911.8174.2圖9負載1下等效應(yīng)力云圖圖10負載1下等效位移云圖圖11負載2下的等效應(yīng)力云圖圖12負載2下的等效位移云圖圖13負載3下的等效應(yīng)力云圖圖14負載3下的位移云圖圖15負載4下等效應(yīng)力云圖圖16負載4下位移云圖圖17負載5下等效應(yīng)力云圖圖18負載5下位移云圖圖19負載6下的等效應(yīng)力云圖圖20負載6下的位移云圖圖21負載7下的等效應(yīng)力云圖圖22負載7下位移云圖圖23負載8下的等效應(yīng)力云圖圖24負載8下位移云圖圖25負載9下等效應(yīng)力云圖圖26負載9下位移云圖模擬工作中特殊負載的靜態(tài)實驗?zāi)M工作載荷時，F(xiàn)z=120kN，F(xiàn)x=75kN，