一种基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铁路车辆减速器设计技术，尤其涉及一种基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法。
【背景技术】
[0002]车辆减速器是车辆地面调速设备，设置在驼峰编组站线束或股道中，与控制系统配合，对溜放中的车辆进行速度控制。实质应用中，对车辆减速器的性能要求极高，而由于安装位置受限，车辆减速器的尺寸要受到很大的约束。
[0003]现有技术中，车辆减速器的结构设计方法一般都需制造出实体进行测试，根据测试结果进行局部结构设计改进，过程复杂、周期长、经济性差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种经济、迅速、灵活的基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]本发明的基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法，包括步骤:
[0007]A、获取车辆减速器的结构参数，建立三维模型；
[0008]B、将所述三维模型组装成为一个分析单元的模型组件；
[0009]C、对所述车辆减速器的实际受力情况进行分析，将分析结果作为边界条件；
[0010]D、对所述模型组件进行有限元网格划分；
[0011]E、进行运算，得到其应力分析结果；
[0012]F、判断分析结果是否符合设计要求，如果是，结束；如果否，则优化减速器结构并重复上述步骤；
[0013]上述步骤按次序A、B、C、D、E、F或次序A、B、D、C、E、F依次进行。
[0014]由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法，由于包括获取车辆减速器的结构参数，建立三维模型；将模型组装成为一个分析单元的组件；对减速器的实际受力情况进行分析，将分析结果作为边界条件；对模型组件进行有限元网格划分；进行运算，得到其应力分析结果，并判断分析结果是否符合设计要求，如果否，则优化减速器结构并重新建模，具有更大的适应性和求解能力，并且无需制造出实体，分析过程经济、迅速、具有更大的灵活性和适应性。
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例中车辆减速器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0017]本发明的基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法，其较佳的【具体实施方式】是:
[0018]包括步骤:
[0019]A、获取如图1所示的车辆减速器的结构参数，建立三维模型；
[0020]B、将所述三维模型组装成为一个分析单元的模型组件；
[0021]C、对所述车辆减速器的实际受力情况进行分析，将分析结果作为边界条件；
[0022]D、对所述模型组件进行有限元网格划分；
[0023]E、进行运算，得到其应力分析结果；
[0024]F、判断分析结果是否符合设计要求，如果是，结束；如果否，则优化减速器结构并重复上述步骤；
[0025]上述步骤按次序A、B、C、D、E、F或次序A、B、D、C、E、F依次进行。
[0026]所述步骤A中，采用Pro/e、soIidworks或UG三维建模软件进行三维建模。
[0027]所述步骤C中，对所述车辆减速器的实际受力情况进行分析包括以下任一种或多种:加载的力、加载的力矩、热、位移约束、转动约束、材料属性。
[0028]所述分析为针对车辆减速器的整体或零件或零件组合的分析。
[0029]本发明的基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法，包括获取车辆减速器的结构参数，建立三维模型；将模型组装成为一个分析单元的组件；对减速器的实际受力情况进行分析，将分析结果作为边界条件；对模型组件进行有限元网格划分；进行运算，得到其应力分析结果，并判断分析结果是否符合设计要求，如果否，则优化减速器结构并重新建模。该方法具有更大的适应性和求解能力，并且无需制造出实体，分析过程经济、迅速、具有更大的灵活性和适应性。
[0030]具体实施例:
[0031]获取车辆减速器分析单元中所有零部件结构的几何尺寸参数，建立三维模型。可以采用Pro/e、solidworks、UG等软件进行三维建模。
[0032]将模型装配成为一个分析单元的组件。
[0033]对减速器的实际工况受力情况进行分析，包括加载的力、力矩、热、位移及转动约束、材料属性，或其中的几种进行组合，以上条件作为分析计算的边界条件。各个零件，或者零件的不同位置，出现极限受力状况时的工况不同，需要分别创建多种工况进行分析。因此可根据目标分析不同工况的边界条件，分别进行加载。
[0034]对模型组件进行有限元网格划分。
[0035]建立一个分析，根据分析的需要来选择边界条件，选择计算参数，确定，计算机开始运算，之后得到应力分析结果。
[0036]判断分析结果是否符合设计的强度和寿命要求，如果符合，则完成计算分析过程。
[0037]如果否，则优化减速器结构，重新建模。重复上述步骤，直到符合设计需求为止。
[0038]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法，其特征在于，包括步骤: A、获取车辆减速器的结构参数，建立三维模型； B、将所述三维模型组装成为一个分析单元的模型组件； C、对所述车辆减速器的实际受力情况进行分析，将分析结果作为边界条件； D、对所述模型组件进行有限元网格划分； E、进行运算，得到其应力分析结果； F、判断分析结果是否符合设计要求，如果是，结束；如果否，则优化减速器结构并重复上述步骤； 上述步骤按次序A、B、C、D、E、F或次序A、B、D、C、E、F依次进行。2.根据权利要求1所述的基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法，其特征在于，所述步骤A中，采用Pro/e、soIidworks或UG三维建模软件进行三维建模。3.根据权利要求1所述的基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法，其特征在于，所述步骤C中，对所述车辆减速器的实际受力情况进行分析包括以下任一种或多种:加载的力、加载的力矩、热、位移约束、转动约束、材料属性。4.根据权利要求1、2或3所述的基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法，其特征在于，所述分析为针对车辆减速器的整体或零件或零件组合的分析。
【专利摘要】本发明公开了一种基于有限元法的车辆减速器分析及优化方法，包括获取车辆减速器的结构参数，建立三维模型；将模型组装成为一个分析单元的组件；对减速器的实际受力情况进行分析，将分析结果作为边界条件；对模型组件进行有限元网格划分；进行运算，得到其应力分析结果，并判断分析结果是否符合设计要求，如果否，则优化减速器结构并重新建模。具有更大的适应性和求解能力，并且无需制造出实体，分析过程经济、迅速、具有更大的灵活性和适应性。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105138721
【申请号】CN201510413129
【发明人】李秀杰, 高立中, 杨峥, 胡淼, 邱战国, 屠志平, 高立诚, 王海龙, 甄宇阳
【申请人】中国铁道科学研究院通信信号研究所, 中国铁道科学研究院, 北京市华铁信息技术开发总公司, 北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月14日