華東交通大學(xué)2014年全國(guó)3d大賽作品要點(diǎn)

1、 20142014第第7 7屆全國(guó)屆全國(guó)3D3D大賽大賽總決賽作品總決賽作品鋼軌探傷及黏著系數(shù)測(cè)量車(chē)n團(tuán)團(tuán) 隊(duì)：鐵不脫軌隊(duì)：鐵不脫軌n團(tuán)隊(duì)編號(hào)：團(tuán)隊(duì)編號(hào)：3DDSG702n指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：肖乾肖乾n學(xué)生成員：學(xué)生成員：昌超昌超，吳驍，張明康，羅亞琴吳驍，張明康，羅亞琴n參賽方向：工業(yè)與工程設(shè)計(jì)大賽參賽方向：工業(yè)與工程設(shè)計(jì)大賽n競(jìng)賽項(xiàng)目：工業(yè)設(shè)計(jì)競(jìng)賽項(xiàng)目：工業(yè)設(shè)計(jì)n主要軟件：主要軟件： Pro/E keyshot abaqus AE 繪聲繪影繪聲繪影 CAXA電子圖版電子圖版 目 錄1.設(shè)計(jì)理念2.作品展示3.創(chuàng)新設(shè)計(jì)4.原理/原型驗(yàn)證5.設(shè)計(jì)過(guò)程6.分工合作二、工程設(shè)計(jì)一、工業(yè)設(shè)計(jì)三、模具

2、設(shè)計(jì)四、數(shù)控加工1、設(shè)計(jì)理念良好的軌道和輪軌接觸是基本保障！良好的軌道和輪軌接觸是基本保障！1、設(shè)計(jì)理念鋼軌斷裂和裂紋損傷現(xiàn)有探傷設(shè)備1、設(shè)計(jì)理念汽車(chē)行駛，輪胎與地面產(chǎn)生汽車(chē)行駛，輪胎與地面產(chǎn)生的摩擦力成為前進(jìn)驅(qū)動(dòng)力。的摩擦力成為前進(jìn)驅(qū)動(dòng)力。黏著系數(shù)：車(chē)輛動(dòng)輪不空轉(zhuǎn)時(shí)的最大輪周牽引力與粘著黏著系數(shù)：車(chē)輛動(dòng)輪不空轉(zhuǎn)時(shí)的最大輪周牽引力與粘著重量的比值。重量的比值。列車(chē)前進(jìn)，鋼輪與軌道產(chǎn)列車(chē)前進(jìn)，鋼輪與軌道產(chǎn)生的黏著力為前進(jìn)力。生的黏著力為前進(jìn)力。1、設(shè)計(jì)理念黏著系數(shù)下降，牽引力減小而引發(fā)事黏著系數(shù)下降，牽引力減小而引發(fā)事故故測(cè)量獲取黏著系數(shù)對(duì)行車(chē)安全有重測(cè)量獲取黏著系數(shù)對(duì)行車(chē)安全有重要的意義！要的

3、意義！相關(guān)案例：2、作品整體-展示模 塊 總 成2、作品展示-基本參數(shù)序號(hào)序號(hào)項(xiàng)目項(xiàng)目備注備注1 1車(chē)體大小車(chē)體大小2650265014801480580580mmmm2 2軸距軸距2170mm2170mm3 3質(zhì)量質(zhì)量1600kg1600kg4 4最高設(shè)計(jì)時(shí)速最高設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h80km/h5 5電機(jī)功率電機(jī)功率3000w3000w6 6齒輪箱減速比齒輪箱減速比3:13:17 7電源電壓電源電壓72v72v8 8電機(jī)額定轉(zhuǎn)速電機(jī)額定轉(zhuǎn)速2830v2830v9 9軌距軌距1425mm1425mm1010可探傷鋼軌類(lèi)型可探傷鋼軌類(lèi)型50kg/m,65kg/m50kg/m,65kg/m鋼軌鋼軌

4、2、作品展示實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)路況路況檢測(cè)檢測(cè)黏著黏著系數(shù)系數(shù)測(cè)量測(cè)量緊急緊急避讓避讓異物異物排障排障鋼軌鋼軌探傷探傷3、創(chuàng)新設(shè)計(jì) 新型的輪式探傷設(shè)備穩(wěn)定性較好，并具有新型的輪式探傷設(shè)備穩(wěn)定性較好，并具有導(dǎo)向、緩導(dǎo)向、緩和沖擊、接觸面大探傷精度高、能灑水等和沖擊、接觸面大探傷精度高、能灑水等特點(diǎn)。特點(diǎn)。創(chuàng)新一創(chuàng)新一傳統(tǒng)手工探傷部位傳統(tǒng)手工探傷部位新設(shè)計(jì)的探傷部位新設(shè)計(jì)的探傷部位3、創(chuàng)新設(shè)計(jì) 采用公路鐵路兩用車(chē)采用公路鐵路兩用車(chē)輪，便于測(cè)量車(chē)的遠(yuǎn)距輪，便于測(cè)量車(chē)的遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)。離調(diào)運(yùn)。 創(chuàng)新二創(chuàng)新二3、創(chuàng)新設(shè)計(jì) 振動(dòng)傳感器檢測(cè)前方機(jī)車(chē)車(chē)輛到來(lái)時(shí)，通振動(dòng)傳感器檢測(cè)前方機(jī)車(chē)車(chē)輛到來(lái)時(shí)，通過(guò)機(jī)械臂實(shí)行過(guò)機(jī)械臂實(shí)行

5、緊急避讓緊急避讓功能。功能。創(chuàng)新三創(chuàng)新三創(chuàng)新四創(chuàng)新四3、創(chuàng)新設(shè)計(jì) 采用獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車(chē)輪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便通過(guò)采用獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車(chē)輪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便通過(guò)小半徑路線(xiàn)小半徑路線(xiàn)和和轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)彎。起到差速器的作用。起到差速器的作用。3、創(chuàng)新設(shè)計(jì) 排障器（掃石器）和軌道呈一定夾角，可排障器（掃石器）和軌道呈一定夾角，可以幫助除去軌面上異物，減小測(cè)量誤差。以幫助除去軌面上異物，減小測(cè)量誤差。創(chuàng)新五創(chuàng)新五4、原理/原型驗(yàn)證鋼軌探傷鋼軌探傷原理：超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射回波這一特性此處添加文本遠(yuǎn)程控制端此處添加文本數(shù)據(jù)收集處理此處添加文本輪式探傷設(shè)備直接反射式檢測(cè)模式和檢測(cè)小車(chē)安直接反射式檢測(cè)模式和檢測(cè)小

6、車(chē)安裝模式檢測(cè)鋼軌表面的裂紋等。優(yōu)裝模式檢測(cè)鋼軌表面的裂紋等。優(yōu)勢(shì)明顯。勢(shì)明顯。4、原理/原型驗(yàn)證fF測(cè)測(cè)得黏著系數(shù)得黏著系數(shù)fF、2.2.確保勻確保勻速行駛。速行駛。測(cè)量過(guò)程測(cè)量過(guò)程中中:1.:1.控控制蠕滑率制蠕滑率一定；一定；測(cè)量黏著系數(shù)測(cè)量黏著系數(shù)此處添加文本垂縱向力傳感器此處添加文本速度傳感器1、系統(tǒng)劃分-整體爆炸圖6、分工合作吳驍吳驍昌超昌超張明康張明康羅亞琴羅亞琴零件建模零件建模工程分析工程分析工程制圖工程制圖零件建模零件建模整體裝配整體裝配運(yùn)動(dòng)仿真運(yùn)動(dòng)仿真零件建模零件建模部分裝配部分裝配資料整理資料整理數(shù)控加工數(shù)控加工模具制作模具制作制作作品說(shuō)明書(shū)制作作品說(shuō)明書(shū)視頻制作視頻制作

7、5、設(shè)計(jì)過(guò)程模具與模具與加工加工工程圖工程圖運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)仿真仿真工程工程分析分析確定理念確定理念 查找資料查找資料 原理設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)零件建模零件建?？傃b配總裝配1.零件拆分、系統(tǒng)劃分2.零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.裝配設(shè)計(jì)4.工程制圖5.工程仿真6.工程分析二、工程設(shè)計(jì)一、工業(yè)設(shè)計(jì)三、模具設(shè)計(jì)四、數(shù)控加工 目 錄裝配設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)- -探傷設(shè)備探傷設(shè)備裝配設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)- -探傷設(shè)備爆炸圖探傷設(shè)備爆炸圖2、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輔助支撐腳加工工藝：輔助支撐腳加工工藝：1、鋼板下料，切割2、表面粗加工3、鋼板焊接4、鉆孔、擴(kuò)孔，鏜孔加工螺栓孔5、表面精加工6、調(diào)質(zhì)熱處理車(chē)內(nèi)設(shè)備固定鋼架：1.使用材料：Q235E優(yōu)質(zhì) 碳素結(jié)構(gòu)

8、鋼。2.要有較長(zhǎng)使用壽命和足夠的可靠度。3.其表面粗糙度較小，熱處理要求嚴(yán)格。4、工程制圖- -裝配圖裝配圖4、工程制圖- -零件圖零件圖5、工程仿真緊急避讓功能仿真緊急避讓功能仿真6、工程分析 排障器是探傷車(chē)經(jīng)常與外界撞擊的部位，因此有必要對(duì)此處結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程分析。 選排障器固定支架做有限元強(qiáng)度分析。選用Q420高強(qiáng)度12mm鋼板。材料具有較高強(qiáng)度和良好抗疲勞性能。材料性能參數(shù)：材料性能參數(shù)：泊松比：泊松比：0.280.28彈性模量：彈性模量：2.06E11pa2.06E11pa密度：密度：7.85e3kg/m37.85e3kg/m3屈服強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度：4.20e8pa4.20e8pa抗剪模量

9、：抗剪模量：7.90e10pa7.90e10pa 網(wǎng)格劃分和計(jì)算工況：Pro/E轉(zhuǎn)化igs格式，導(dǎo)入Abaqus處理。網(wǎng)格類(lèi)型：網(wǎng)格類(lèi)型：C3D10C3D10四面四面體體TetTet網(wǎng)格。網(wǎng)格。對(duì)作用面逐級(jí)增加載荷，對(duì)作用面逐級(jí)增加載荷，最大面載荷為最大面載荷為575Mpa575Mpa。端面施加全約束條件。端面施加全約束條件。6、工程分析 應(yīng)力分析：最大應(yīng)力在排障板最大應(yīng)力在排障板和固定支架連接處，和固定支架連接處，達(dá)到了達(dá)到了41416.96.9MPaMPa，此時(shí)零件接近屈服此時(shí)零件接近屈服強(qiáng)度。強(qiáng)度。 可以建議實(shí)際生產(chǎn)零件中，可以適當(dāng)加大連接處的圓弧過(guò)度或提高制造精度。6、工程分析 位移分

10、析：最大變形發(fā)生排障器撞擊最大變形發(fā)生排障器撞擊異物的過(guò)程中，變形量為異物的過(guò)程中，變形量為3.2623.262mmmm，相對(duì)來(lái)說(shuō)變形，相對(duì)來(lái)說(shuō)變形量很小，可以認(rèn)為安全。量很小，可以認(rèn)為安全。6、工程分析1.零件工藝方案2.零件分模分析3.零件模型分模4.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.模具工程圖二、工程設(shè)計(jì)一、工業(yè)設(shè)計(jì)三、模具設(shè)計(jì)四、數(shù)控加工 目 錄1、模具工藝方案選取駕駛室顯示器面蓋做注塑模設(shè)計(jì)，參數(shù)如下：參數(shù)如下：1.材料：ABS2.收縮率：0.4-0.7%3.模溫：50-70攝氏度4.熔化溫度：200-240攝氏度5.采用一模兩件生產(chǎn)6.使用設(shè)備SYZ-300螺 桿臥式注塑機(jī)7.注塑壓強(qiáng)150-180MPa2、零件工藝分析質(zhì)量屬性分析剖面屬性分析3、零件模型分模型芯模仁整體 型芯4、模具模架設(shè)計(jì)整體模架動(dòng)模側(cè)定模側(cè)5、模