Министерство образования и науки УкраиныНациональный технический университет

“Харьковский политехнический институт”

Факультет “ Транспортное машиностроение ”Кафедра “ТММ и САПР”

Дипломная работа по теме:“ Расчёт собственных частот и форм колебаний рамы

тепловоза 2ТЭ10М”

Выполнил: ст.гр ТМ87-Б Теплицкий Л.Л.Руководитель ДР: Васильев А.Ю.

Харьков 2011

Описание конструкции

2

Рисунок 1 – Рама тепловоза 2ТЕ10М1 - ударно-тяговые приборы, 2, 3 - балласты, 4 - кронштейн для подъема на

домкратах, 5 - кронштейн для крепления топливного бака, 6 - ящик для аккумуляторов, 7 - желоб, 8 - стяжные ящики, 9 - кондуит, 10 - каналы

нагнетательные, 11 - заглушка, 12 - кольцо шкворня, 13 - шкворень, 14 - полоса усиливающая, 15 - хребтовая балка, 16 - швеллер, 17 - окантовка, 18 - стакан, 19 -

кольцо опорное, 20 - кронштейн для крепления путеочистителя, 21 - балласт дополнительный

Построение геометрической модели

Конструкция рамы - это сборная трехмерная модель, состоящая из отдельных тонкостенных деталей.

Построение геометрии конструкции происходила в программном комплексе Pro/ENGINEER Wildfire 5.0

3

Рисунок 3 – Примеры построения геометрии элементов конструкции

4

Рисунок 4 – Примеры построения геометрии элементов конструкции

5

Модель сборки

6

Конструкция состоит из 73 тонкостенных деталей

Рисунок 5 – Сборочная модель рамы тепловоза

Переход от геометрической к конечно-элементной модели

7

Рисунок 6 – Модель, разрезанная на отдельные поверхности Рисунок 6 – Модель, разрезанная на отдельные поверхности

Рисунок 7 - Примеры некоторых компонентРисунок 7 - Примеры некоторых компонент

8

Рисунок 8 – Конечно-элементная модель

рамы тепловоза серии 2ТЭ10М

12

Параметры конечно-элементных моделей рами тепловоза 2ТЭ10М

Количество элементов на

линию

Количество элементов

конструкции

Количество узлов

конструкции

Количество уравнений

2 ~17 тыс. ~13 тыс. ~77 тыс.

4 ~52 тыс. ~57 тыс. ~310 тыс.

13

Таблица 1 – Параметры конечно-элементных моделей

Расчёт

Рисунок 9 - Расчётная модель

рамы тепловоза серии 2ТЭ10М14

Анализ результатовАнализ результатовРезультаты расчёта

модели с 2 элементами на линию

Результаты расчёта модели с 4 элементами

на линию

Процент расхождения результатов

№ частоты Значение, Гц

№ частоты Значение, Гц

%

1 11.9 1 11.9 0

2 16.1 2 14.6 4.8

3 28.1 3 27.5 4.6

4 32.6 4 32.7 2.9

5 59.9 5 55.3 2.9

6 76.7 6 76.5 0.26

7 92.3 7 92.4 0.1

15

Таблица 2 – Результаты частотного анализа первой и второй расчётных моделей

Формы колебаний конструкции

16

Рисунок 10 – Форма колебаний конструкции 2 элемента на

линию

Рисунок 11 – Форма колебаний конструкции с 4 элемента на

линию

Анализ результатовАнализ результатовРезультаты расчёта модели с 2

элементами на линию Результаты расчёта модели с 2

элементами на линию (закреплённая)

Процент расхождения

№ частоты Значение, Гц № частоты Значение, Гц %

1 11.9 1 15.8 24

2 16.1 2 16.5 2.4

3 28.1 3 25.1 10.6

4 32.6 4 32.5 0.3

5 59.9 5 73 17.9

6 70.1 6 87.3 19.7

7 80.4 7 90.2 10.8

17

Таблица 3 – Анализ результатов расчета модели с закреплениями и без

Формы колебаний конструкции

18

Рисунок 12 – Форма колебаний конструкции 2 элемента на линию

Рисунок 13 – Форма колебаний конструкции с 2 элемента на линию

(закрепленная)