ABAQUS50t轴重货物车辆轮对结构设计和强度分析 第9页

2.4强度校核
根据规定，对轮对的校核，主要是对车轴进行强度校核。按照车轴的受力条件和结构特点，并且计算出各个承载截面的应力大小，做出强度校核。采用的是理论力学中的第四强度理论，它也叫做畸变能理论。它是畸变能密度发生了改变，从而使材料发生屈服现象。第四强度理论的公式如2.1所示：
                           （2.1）
在公式2.1中，，，分别为对应的主应力，单位为MPa。通过计算得出车轴轴颈处的屈服极限值为44.8MPa，小于材料的许用应力极限值110MPa。最大屈服极限在轴身处极限值为86.6MPa，也小于材料的许用应力极限值。
通过比对，车轴的强度符合第四强度理论，设计符合要求。
2.5本章小结
本章通过UG三文软件设计了轮对，根据强度要求，对车轮辐板踏面，车轴轴颈轴身等方面进行改进，并对其强度校核，校核结果满足强度理论，设计合理。

3轮对有限元建模
3.1有限元法以及ABAQUS软件介绍
3.1.1有限元法
有限单元法的起源最早可追溯上个世纪的40年代。一个叫Courant的人，首次将有限单元法运用在三角区域上的分片连续函数和最小位能原理来求解问题[12]。而在现代，有限单元法的首次成功尝试尝试是在1956年，对于飞机结构的分析，通过表面的应力情况分析，研究推导出结果。1960年，Clough进一步处理了平面弹性问题，并第一次提出了"有限单元法"的理念，将这个理念趋于大众化，让更多的人来使用它[13]。
在工程领域中，有限元分析的运用越来越多，人们往往用它来模拟进行测算，来求解真实的工程问题，如图3.1所示。这些年来，越来越多的工程师、应用数学家和物理学家已经证明这种采用求解偏微分方程（PDE）的方法可以求解许多物理现象，这些偏微分方程可以用来描述流动、电磁场以及结构力学等等[14]。随着计算机技术的迅速发展，在民众中不断的普及，有限元的方法也逐渐运用到生活中。有限元方法用来将这些众所周知的数学方程转化为近似的数字式图像，在使用中让人们简单直观的能观察到分析的结果。

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