超常载荷下振动特性和疲劳强度分析

齿轮箱箱体在超常载荷工况下静强度分析的主要目的是验证动车组在超常载荷组合工况作用下齿轮箱箱体是否发生永久变形。根据EN13749-2011标准[138]，齿轮箱箱体在受到相关超常载荷工况时，其受到的最大应力不超过材料的屈服极限值。对齿轮箱箱体开展的10种超常载荷工况模拟计算中，评定依据参照齿轮箱箱体的强度设计要求，采用Von Mises应力理论对其进行校核。若各种超常载荷组合工况下齿轮箱箱体和C形托架各部位所产生的最大等效应力均在其材料的许用应力范围以内，则齿轮箱箱体和C形托架结构满足静强度要求。

超常载荷工况载荷见表6-1，按照该表中超常载荷组合工况进行计算各工况下的应力云图具体的最大应力部位及其最大应力值如表6-5所示，图6-5和图6-6所示为C形托架的最大应力云图，图6-7和图6-8所示为齿轮箱箱体的最大应力云图。

表6-5　超常载荷工况下最大应力位置及其Von Mises应力值　单位：MPa

图6-5　静强度工况2应力云图

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图6-6　静强度工况4应力云图

图6-7　静强度工况5应力云图

图6-8　静强度工况6应力云图

由表6-5可知，在超常载荷组合工况下，C形托架的最大应力出现在工况2和工况6的C形托架加强筋处，其Von Mises应力均为77MPa，小于材料屈服极限320MPa。齿轮箱箱体的最大应力出现在工况4和工况5的小箱体连接处，其Von Mises应力为35MPa，均小于材料屈服极限190MPa，齿轮箱箱体的静强度满足要求。在以上超常载荷组合工况作用下齿轮箱箱体不会产生永久变形，符合设计要求。