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摘要：低承载结为了适应当代列车运行要求，列车运行速度在不断地提高，轮轨间的动作用力不断增加，要保证列车高速运行，且能够改善机车车辆动力学性能、提高旅客乘坐舒适性降低铁路文修成本减小列车运行阻力、降构的工作载荷和振动冲击能量，车轮应该轻量化。因此，本文通过对车轮结构的优化设计来达到车轮轻量化目的。车轮的结构优化主要以动车组 CRC CW400 磨耗到限拖车车轮的几何尺寸为原始参数，改变其辐板与轮辋的交点位置及辐板几何形状，运用三文建模软件 UG建立转向架车轮模型，将得到的模型导入到 ANSYS有限元分析软件中以 UIC510-5标准规定的强度要求和载荷工况为约束条件，进行车轮的结构强度分析，在满足强度要求前提下减轻车轮的质量。实现车轮工作应力尽可能均匀分布、降低轮轨动作用力和轮轨噪声。 25497
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毕业论文关键词：车轮；UG建模；有限元分析
Research on parameter optimization and the fatigue
strength of the wheel shape
Abstract：In order to adapt to the requirements of the train, the train speed increase constantly.
The action force between wheel and rail is increasing. In order to guarantee the high speed trai
n operation and improve the dynamics performance of vehicles, the comfort of passenger and re
duce railway repair cost, the wheel should be lightweight. It can reduced the running resistance,
the bearing load and the train vibration structure of the impact energy. Therefore, this article th
rough to achieve the lightweight wheels objective optimization design of wheel structure. Use S
tructure optimization of the main wheel to EMU CRC CW400 wear to the size limit trailer whe
el as the original parameter, change node position and plate geometry the spokes and rim, using
3D modeling software UG to establish the bogie wheel model. Then put the model into the finit
e element analysis software ANSYS. According to UIC510-5 standard and the loading conditio
ns, the analysis of structural strength of the wheel, should meet the strength requirements under
the premise of quality to reduce the wheel. When the working stress distributed as evenly as pos
sible, the wheel / rail and wheel rail noise can be reduce.
Key Words: Wheel；UG Modeling；Finite Element Analysis
目录
绪论 1
1.1 选题的背景及意义 . 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本文研究内容 3
车轮形状优化分析原理 . 4
2.1 UG建模的设计变量 ... 4
2.2 ANSYS单元格选择及载荷作用位置 5
2.3 本章小结 .. 7
轮对建模 . 8
3.1 车轮材料 .. 8
3.2 拖车车轮草图绘制 . 9
3.3 本章小结 13
车轮有限元分析 . 14
4.1 车轮网格划分 .. 14
4.2 载荷加载及求解 .. 16
4.3 车轮静强度分析 .. 17
4.4 本章小结 21
结论 .. 22
致谢 . 24
参考文献 .. 25
附录 1 .. 26
附录 2 .. 28 1 绪论
1.1 选题的背景及意义
在中国，铁路运输已经成为国家发展经济的重要手段，它能够实现各个地区间的商
品流通，例如一些季节性的农副产品能够通过火车运送到中国的其他地方，还有大型机
械也可以由火车运输到各个城市等。铁路运输费用相对其他的运输方式来说，价格比较
低，而且运输范围广，是商家们的首选对象。中国的铁路在清朝时期已经萌芽，1876 年
7 月 3 日，中国开始出现了铁路——吴淞铁路。吴淞铁路是英国人在中国修建从吴淞到