[发明专利]17型车钩结构改进方法

摘要

本发明公开了一种17型车钩结构改进方法，具体包括以下步骤：对车钩进行CAD参数化建模；对车钩网格进行局部简化和局部细化，对接触对区域设定统一的网格；运用赫兹接触理论和有限元接触算法，对钩舌在拉伸工况下传递牵引力的状态进行分析；判断车钩结构是否合理，如结构不合理，则对车钩结构进行改进。采用本发明改进后的车钩具有较高的结构强度，降低甚至消除了车钩局部裂纹和变形破坏的现象，为铁路运输的安全提供可靠保障。

主权项

1.17型车钩结构改进方法，其特征在于，具体包括以下步骤：A.对车钩进行CAD参数化建模；B.对车钩设置参数并进行网格划分，对接触区域设定统一的网格；C.运用赫兹接触理论公式计算钩舌S面内侧的线接触应力，并在有限元运算中采用控制单一变量的方法间接测定钩舌S面内侧的接触应力的大小与分布；17型车钩钩舌S面赫兹接触分析及接触力的计算如下，当两车钩钩舌接触时，在两个主平面上具有不同的曲率半径ρ1、ρ2，在载荷F的作用下接触，当载荷F为0时，接触为一点，接触区域随载荷增大逐渐变化成一椭圆，对于线接触，赫兹应力采用下式计算获得，式中：F——作用于接触面上的总压力；B——初始接触线长度；ρ1和ρ2——分别为零件1和零件2的初试接触曲率半径，其中正号用于外接触，负号用于内接触；μ1和μ2——分别为零件1和零件2的泊松比；E1和E2——分别为零件1和零件2的弹性模量；D.根据钩舌S面内侧在拉伸工况下的应力曲线与对照组曲线是否吻合判断车钩结构是否合理，如不吻合，进行步骤E；对照组的设置与运算：将原先运算结果设为实验组并在其基础上，调整接触设置变量，删除区域α所在位置的接触对设置，使分属于两钩舌的单元和节点在运算中互不关联，定义区域α在对照组中的对应位置为区域β；分别将区域α和区域β所在位置从‑140mm至140mm，以10mm为步长取值，共取25组应力值，将数据点输入坐标，绘制成接触区应力曲线；E.根据步骤C的分析结果和步骤D的判断结果，对车钩结构进行改进；并返回步骤C和步骤D，直到车钩结构合理；对车钩结构进行改进时，首先对车钩钩舌S面的外侧结构进行改进，使钩舌S面内外侧轮廓相对O点中心对称；其次，对车钩钩舌S面的内侧结构进行改进，在钩舌S面中心区域添加一处肋板3，其中肋板宽度为10mm，拔模斜度为12°，在钩舌S面外侧去除相应的空间以保证车钩的正常连挂；最后，对车钩钩身进行改进，增大车钩钩身上牵引突缘的圆角，直接增加上钩耳壁厚，在钩耳背侧增加加强筋设计。