轮此式处探添伤加文设本备
数据此处收添集加文处本理
远此程处添控加制文本端
直接反射式检测模式和检测小车安
装模式检测钢轨表面的裂纹等。优
势明显。
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4、原理/原型验证—测量黏着系数
f 、F
垂纵此向处添力加传文本感器
测量过程 中:1.控 制蠕滑率 一定；
2.确保匀 速行驶。
速此度处添传加感文本器
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f
•
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6、工程分析
位移分析：
最大变形发生排障器撞击 异物的过程中，变形量为 3.262mm，相对来说变形 量很小，可以认为安全。
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一、工业设计 二、工程设计 三、模具设计 四、数控加工
目录
1.零件工艺方案 2.零件分模分析 3.零件模型分模 4.模具结构设计 5.模具工程图
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1、模具工艺方案
碳素结构钢。 2.要有较长使用寿命和足够 的可靠度。 3.其表面粗糙度较小，热处 理要求严格。
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4、工程制图-装配图
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27
4、工程制图-零件图
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5、工程仿真 ——紧急避让功能仿真
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6、工程分析
排障器是探伤车经常与外界撞击的部位，
因此有必要对此处结构进行工程分析。
选排障器固定支架做有限元强度分析。
剖面属性分析
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3、零件模型分模
型芯 型芯
模仁整体
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4、8
5、模具工程图
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一、工业设计 二、工程设计 三、模具设计 四、数控加工
目录
1.制定加工工艺 2.切削参数设置 3.刀具路径仿真 4.G代码生成及后处理
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1、制定加工工艺
选取模具设计中 制作的定模仁进行 数控加工设计。
2014第7届全国3D大赛
总决赛作品
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1
钢轨探伤及黏着系数测量车
团 队：铁不脱轨
团队编号：3DDSG702
指导教师：肖乾
学生成员：昌超，吴骁，张明康，罗亚琴
参赛方向：工业与工程设计大赛
竞赛项目：工业设计
主要软件： Pro/E keyshot abaqus AE
绘声绘影 CAXA电子图版
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2
目录
一、工业设计 二、工程设计 三、模具设计 四、数控加工
1.设计理念 2.作品展示 3.创新设计 4.原理/原型验证 5.设计过程 6.分工合作
1、设计理念
良好的轨道和轮轨接触是基本保障！
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4
1、设计理念
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钢 轨 断 裂 和 裂 纹 损 伤
现 有 探 伤 设 备
5
1、设计理念
汽车行驶，轮胎与地面产生 的摩擦力成为前进驱动力。
列车前进，钢轮与轨道产 生的黏着力为前进力。
网格类型：C3D10四面 体Tet网格。 对作用面逐级增加载荷， 最大面载荷为575Mpa。 端面施加全约束条件。
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6、工程分析
应力分析：
最大应力在排障板 和固定支架连接处， 达到了416.9MPa， 此时零件接近屈服 强度。
可以建议实际生
产零件中，可以适 当加大连接处的圆 弧过度或提高制造 精度。
过机械臂实行紧急避让功能。
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15
3、创新设计 创新四
采用独立旋转车轮，结构简单，方便通过小半径路线 和转弯。起到差速器的作用。
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3、创新设计
排障器（扫石器）和轨道呈一定夹角，可
创新五
以帮助除去轨面上异物，减小测量误差。
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4、原理/原型验证—钢轨探伤
原理：超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波这一特性
黏着系数：车辆动轮不空转时的最大轮周牵引力与粘着
重量的比值。
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6
1、设计理念
相关案例：
黏着系数下降，牵引力减小而引发事
故测量获取黏着系数对行车安全有重
要的意义！
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7
2、作品整体-展示
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8
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9
模块总成
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10
2、作品展示-基本参数
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11
2、作品展示
黏着 系数 测量
实时 路况 检测
钢轨 探伤
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工程 分析
工程图
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目录
一、工业设计 二、工程设计 三、模具设计 四、数控加工
1.零件拆分、系统划分 2.零件结构设计 3.装配设计 4.工程制图 5.工程仿真 6.工程分析
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装配设计-探伤设备
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24
装配设计探伤设备爆炸图
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2、零件结构设计
车内设备固定钢架： 1.使用材料：Q235E优质
紧急 避让
异物 排障
12
3、创新设计
创新一 新型的轮式探伤设备稳定性较好，并具有导向、缓
和冲击、接触面大探伤精度高、能洒水等特点。
传统手工探伤部位
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新设计的探伤部位
13
3、创新设计
创新二
采用公路铁路两用车 轮，便于测量车的远距 离调运。
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14
3、创新设计
振动传感器检测前方机车车辆到来时，通
创新三
选取驾驶室显示器面盖做注塑模 设计，参数如下： 参数如下： 1.材料：ABS 2.收缩率：0.4-0.7% 3.模温：50-70摄氏度 4.熔化温度：200-240摄氏度 5.采用一模两件生产 6.使用设备SYZ-300螺
杆卧式注塑机 7.注塑压强150-180MPa
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2、零件工艺分析
质量属性分析
选用Q420高强度12mm钢板。材料具有较高
强度和良好抗疲劳性能。
材料性能参数： 泊松比：0.28
弹性模量：2.06E11pa
密度：7.85e3kg/m^3
屈服强度：4.20e8pa
抗剪模量：7.90e10pa
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6、工程分析
网格划分和计算工况： Pro/E转化igs格式，导入 Abaqus处理。
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2、加工工艺简表
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3、切削参数设置
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4、刀具路径仿真
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5、部分加工G代码
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团队秀O(∩_∩)O~
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47
F
测得黏着系数
19
1、系统划分-整体爆炸图
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20
6、分工合作
昌超 零件建模 工程分析 工程制图
吴骁 零件建模
张明康 零件建模
整体装配
部分装配
运动仿真
资料整理
制作作品说明书
罗亚琴 数控加工 模具制作 视频制作
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21
5、设计过程
运动 仿真
模具与 加工
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确定理念 查找资料 原理设计 零件建模 总装配