橫移船架輪軌系統(tǒng)有限元仿真及試驗(yàn)分析.pdf

1、橫移船架是船舶下水過程中的一種重要裝置，其走輪系統(tǒng)由走輪（平衡輪、邊輪）、輪軸、軸承以及軌道等結(jié)構(gòu)組成。在超低速運(yùn)行過程中受力十分復(fù)雜，尤其在軌縫間沖擊劇烈，容易引起瞬時(shí)超負(fù)荷，接觸應(yīng)力增大，導(dǎo)致走輪、輪軸等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、斷裂的現(xiàn)象。走輪系統(tǒng)一旦損壞將嚴(yán)重影響橫移船架運(yùn)行的安全性與平穩(wěn)性。隨著船舶工業(yè)的迅速發(fā)展，新建船舶的噸位和體積越來越龐大，這給船舶下水工作帶來了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為了排除潛在的危險(xiǎn)，提高船舶下水的安全性，必須研究橫移船

2、架的可靠性。
　　本文以某橫移船架輪軌系統(tǒng)為研究對(duì)象，開展了有限元仿真與試驗(yàn)分析，探討了輪軌接觸應(yīng)力以及輪軸和軸承的應(yīng)力、應(yīng)變的變化狀況，分析了行進(jìn)速度、載荷等參數(shù)對(duì)走輪在軌縫處所受沖擊的影響水平，進(jìn)行了走輪承載能力試驗(yàn)，驗(yàn)證了理論計(jì)算和有限元分析結(jié)果。主要工作及成果如下:
　　(1)根據(jù)經(jīng)典公式，計(jì)算不同載荷下平衡輪和邊輪輪軸的彎曲應(yīng)力、撓度、軸承的比壓值p及pv值，以及走輪與鋼軌之間的接觸壓力。結(jié)果表明，當(dāng)橫移船最大載荷

3、為400 kN時(shí)，以上參數(shù)均在許用范圍之內(nèi)。
　　(2)建立了走輪系統(tǒng)的有限元模型，對(duì)平衡輪與邊輪的輪軸與軸承在不同載荷作用下的壓力、變形狀況以及輪軌間的接觸壓力情況進(jìn)行了有限元仿真計(jì)算。結(jié)果表明走輪輪軸、軸承的壓力和變形以及輪軌間的接觸壓力隨外載荷的增大而線性增大。
　　(3)利用ANSYS/LS-DYNA動(dòng)態(tài)分析功能對(duì)橫移船架在軌縫處的沖擊狀況進(jìn)行仿真分析。在沖擊過程中，最大von Mises等效應(yīng)力、最大接觸應(yīng)力和等效