基于某型号机车转向架新构架设计
发表时间:2008-9-4      来源: 安世亚太
关键字: 机车 提速 构架结构 设计 

某F型机车属国内某快速干线内燃机车,随着国内铁路运输的提速,某机车车辆厂负责对某型机车进行新产品设计,并在F型机车车型基础上进行新型号研发,通过新型号研发,致力于将机车从F型机车原有的时速,提升30%。由于机车速度的提升,导致机车转向架强度、粘着系数、重量、制动性能等均有较大的变动,如何高效率、低成本、高质量的完成设计工作,是项目组面临的一大课题。

    项目挑战

    (1)速度提升对转向架的运行平稳性提出了较高要求,在构架承受车架以上各部重量的同时,要求构架必须保证必要的粘着。

    (2)速度提升同时对构架的强度、曲线通过能力、制动力提出了较高要求,项目组面临多学科优化的调挑战。

    (3)原有车型的构架结构不能有效满足新的设计要求,需要快速、科学的寻找新的结构方案。

    图一  某型号机车转向架构架三维模型

    解决方案

    利用平台的项目管理功能,以构架的创新设计为总体项目的子项目,以保证研发工作的效率和规范性。依据项目模式的管理和推动,在平台内展开具体的工作。

    利用平台中“质量设计”板块提供的需求管理功能,结合QFD将需求与总体技术要求进行分解展开(即QFD系统展开),同时利用设计矩阵(DSM)视图,进一步按照质量设计方法对需求与技术要求的分解进行判定和设计。

    对应用户提出的需求,项目组利用CAI识别了多种方案,项目组利用CAI子平台,并从平台内获取QFD分解梳理的需求信息,对应客户需求寻求解决方案。

    进入产品设计的具体参数设计阶段,针对转向架构架的结构形式、结构强度、焊接应力部分是项目组利用平台工具和方法识别出来较为重要的指标参数,项目组将这些指标参数在平台内转入到CAE子平台,并在CAE子平台对重点的参数进行仿真校验,同时需要在DOE、参数、容差等工具系统内对仿真试验结果、设计参数稳健性进行优化设计。

    项目组利用平台通过对需求的分析,利用CAI创新子平台寻找新的结构方案,并利用CAE协同仿真子平台对新方案进行校核验证,加快研发的效率。通过质量设计使得每一步的设计工作得到质量保障。通过项目组的多次迭代设计过程,最终项目组在平台内组织起了转向架整体的研发总线结构,完善的管理了设计过程的数据,并获得了知识的积累。

    图二  对精益研发总线分解实例图

    图三 对构架进行需求分析实例图

    图四 对构架结构进行创新设计实例图


责任编辑:赵蔓