某型機車是南車按國際招標合同為哈薩克斯坦國家鐵路公司提供的交流傳動高速客運電力機車，其最高設計速度為200 km/h，主要用于牽引西班牙制造的Talgo高速列車，運行在阿斯塔納一阿拉木圖之間。機車交付經過近5年的運行后，先后發現兩臺機車牽引座產生疲勞裂紋。為了確保機車的安全運行，株機公司組織了專題強度分析，從理論分析和現場處理兩方面著手，找出了裂紋產生原因，在此基礎上提出了設計的改進方案。
      某型機車轉向架與車體通過低位牽引桿相連，以傳遞機車的牽引力和制動力。在牽引桿的兩端裝有橡膠關節，以適應轉向架與車體的相對運動，減少車體與轉向架之間的沖擊。牽引座布置在車體中部，機車縱向牽引力通過牽引桿、牽引座傳遞到車體，牽引座結構如圖所示。
      2009年2月，阿斯塔納檢修段技術科人員發現機車第一位牽引座出現裂紋，機車第一位、第三位牽引座出現裂紋，裂紋部位為牽引座上部拐角處，如圖所示。針對段方用車緊張的情況，采用了應急處理措施：對出現裂紋的牽引座在裂紋兩端打比裂孔，開坡口將裂紋清除，然后補焊，并嚴格按C級鋼補焊工藝要求執行;對未出現裂紋的牽引座進行了全面檢查。在對裂紋處進行打磨處理時，發現出現裂紋的牽引座在裂紋區域有焊修痕跡，裂紋的起始階段都是從焊修區域由內向外，而其它無裂紋的牽引座均無焊修痕跡。初步分析裂紋原因可能為焊修熱裂紋或其它缺陷導致疲勞裂紋產生。
      為了詳細分析牽引座的應力分布情況并為改進設計提供理論依據，下而分析運用中牽引座的受力情況，并采用ansys軟件對牽引座改進前后結構進行有限元分析計算。
      某型機車原牽引座為C級鋼鑄件，壁厚較厚且跨度不大，為使計算結果準確可靠，選用實體模型分析。結構改進主要考慮改善拐角處圓角過渡、增大牽引座上邊緣與車體中間牽引梁底板的貼合而積、適當增加牽引座壁厚三個方面進行。參考其它車型牽引座設計情況，將牽引座中部296 mmx353.5 mm四方孔尺寸縮小為250 mmx300 mm，將4個拐角處圓角由R10改為R20圓角，牽引座總寬由410 mm增加到430 mm、壁厚由20 mm增加到26 mm。建模按牽引座實際設計尺寸進行，改進前后的牽引座模型見圖。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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