軌道車輛行李架托架的實驗修正范文
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《環(huán)境技術(shù)雜志》2015年第一期
為了考察行李架托架的靜強度，本文進行了行李架托架的破壞實驗。將試驗件按照實際承載狀態(tài)安裝在工裝上，通過氣缸和加壓板對行李架托架前端施加載荷，逐漸增大施加的壓力，試驗件開始發(fā)生形變直至斷裂，同時記錄下整個實驗過程中的載荷數(shù)據(jù)。實驗重復(fù)進行了三次，實驗狀態(tài)及系統(tǒng)示意見圖4，三次實驗的載荷曲線以及試驗件的斷裂狀態(tài)見圖5和圖6，由此得到的行李架托架破壞時承受的極限力信息如表1所示。
2有限元分析
行李架托架的有限元模型通過MSC.Patran2012創(chuàng)建，采用Tet4自由劃分網(wǎng)格，單元的全局尺寸為3mm，最小尺寸為0.6mm，整個模型單元數(shù)共115671個。行李架固定端采用位移約束固定，并在前端受力曲面處施加1350N（三次破壞實驗得到的加載極限的平均值）的均布載荷，有限元模型見圖7。
由于行李架最終會發(fā)生破壞，所以在整個過程中的材料屬性是非線性的，本文采用雙線性彈塑性模型來模擬，并和單線性模型作對比。根據(jù)表2給出的材料屬性，有限元分析時選用各向同性的彈塑性模型，對于拉桿型材，其原始硬化模量（Hardeningslope）可取為1059MPa[2]，屈服點（YieldPoint）為130MPa；對于端部鑄件，硬化模量也取為1059MPa，屈服點為280MPa，最終根據(jù)試驗結(jié)果得到修正后的硬化模量為28000MPa。計算結(jié)果見表3，有限元應(yīng)力云圖見圖8~圖10。
3結(jié)論
行李架托架的破壞試驗表明，當(dāng)托架前端受力為1350N左右時，托架發(fā)生斷裂破壞，斷裂點一致都為拉桿和底架連接處靠近受力端一側(cè)。
有限元計算的結(jié)果表明，同樣施加由于線彈性模型在屈服點之后的切線模量要大于真實的硬化模量，因此計算出的最大應(yīng)力偏大，超過了材料的斷裂極限；修正前的雙線性彈塑性模型由于硬化模量的取值偏小，因此得到的最大應(yīng)力偏小，小于材料的斷裂極限；修正后的雙線性彈塑性模型得到了與實驗相一致的最大應(yīng)力以及斷裂位置。因此這個模型可以應(yīng)用于相同試驗件的其他有限元分析中。
作者：秦建忠姚春斌張智杰單位：今創(chuàng)集團股份有限公司天津航天瑞萊科技有限公司上海分部
