[发明专利]机车柴油发电机组安装架垂向变形曲线绘制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机车柴油发电机组安装架垂向变形曲线绘制方法。

背景技术

机车设计中，柴油发电机组安装架需要具有足够的刚度，以使其上的柴油发电机和电机保持平衡和对中度。

对于柴油发电机组安装架垂向刚度，从根本上说就是安装架的垂向变形，绘制出垂向变形图即可推算垂向刚度，对于安装架垂向变形图绘制，现有技术中并没有给出具体可行的明确方法。

机车柴油发电机组安装架在设计中，其上部承受发电机重量、柴油机重量、自重等，而且其自身是由减震器支承在车架上。因此，在这些边界条件作用下，安装架将产生变形，此时的垂向位移值Δ包含两个部分的位移：由于减震器变形导致的安装架整体垂向位移Δ1、安装架自身在载荷作用下的垂向变形Δ2。因此对于安装架自身单个点的垂向变形Δ2有如下公式：

Δ2＝Δ-Δ1

上式中，Δ可以从有限元分析结果中得到，Δ1可以通过虎克定律来计算。当知道Δ2后，取安装架的纵向(安装架长度方向)一条线上节点，再以垂向变形值为纵坐标，点的纵向物理位置为横坐标的图中描出每个节点的垂向位移，即可得到安装架在这条线上的垂向变形图。

但是，实际应用中，由于安装架是多点支承，上部载荷也可能存在偏心等，使得每个点的Δ1的计算变得很困难。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种机车柴油发电机组安装架垂向变形曲线绘制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机车柴油发电机组安装架垂向变形曲线绘制方法，包括如下步骤：

步骤一、建立安装架仿真模型；

步骤二、利用从步骤一的仿真模型中获取的安装架的综合垂向位移制作垂向位移数据表，得到各节点的垂向位移；

步骤三、将步骤一中仿真模型的安装架的材料弹性模量修改为原来的至少100倍，其它保持不变建立仿真模型；

步骤四、利用从步骤三的仿真模型中获取的减震器变形导致的安装架整体垂向位移制作垂向位移数据表，得到各节点的减震器变形导致的安装架整体垂向位移；

步骤五、计算安装架节点自身的垂向位移；

步骤六、以节点纵坐标为横坐标、节点自身的垂向位移为纵坐标进行描点作图，将这些点依次连接在一起，得到机车柴油发电机组安装架垂向变形曲线。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：以图形方式直观的表示安装架自身沿纵向(长度方向)的垂向变形曲线，可从变形曲线中直接得出安装架自身的垂向最大变形，该变形在设计中一般限制在0.1mm以内，并使得后期进行进一步的柴油发电机组安装对中度的计算有明确的数据支撑。

具体实施方式

一种机车柴油发电机组安装架垂向变形曲线绘制方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤一、建立安装架仿真模型：

参考设计模型进行安装架建模，在具有结构仿真分析功能的仿真软件中进行有限元离散，成为安装架结构的有限元仿真模型，模型中还应包含柴油机、主发电机、减震器。

模型中包含柴油机和主发电机，但由于这两个部件结构复杂，自身也具有很大的刚度(相当于安装架)和质量，所以应对柴油机和主发电机应进行简化处理。

对柴油机和主发电机应进行简化处理：

1)、以柴油机和主发电机各自的质心位置简化为质量点，质量点应包含数据：质量，沿x、y、z三个方向的转动惯量。

2)、将柴油机和主发电机各自的质心与其在安装架上对应的安装座之间建立刚性区域，以模拟其刚度远大于安装架刚度。

3)、柴油机和主发电机附属结构质量等效分解到柴油机和主发电机上。

减震器的模拟：

减震器有动态和静态下不同的性能参数，在本方法中，主要考虑静态，因此，将减震器简化为弹簧，弹簧包含参数：x、y、z三个方向的刚度。

步骤二、从步骤一的仿真模型中计算得到a结果(即安装架的综合垂向位移Δ)：

对步骤一的仿真模型进行静强度仿真分析，仿真分析条件为垂直静载。(如果需要得到动载的垂向变形曲线，此处应施加垂向x倍重力加速度，x为机车总体设定的垂向动载系数，步骤四的仿真条件与此处同。)通过仿真分析，得到数据结果，称为a结果。仿真分析结果中应包含数据：垂向位移。

此时的垂向位移为安装架的综合垂向位移Δ，包含由于减震器变形导致的安装架整体垂向位移Δ1、安装架自身在载荷作用下的垂向变形Δ2。

步骤三、制作a结果的垂向位移数据表a。