四点支撑悬浮平台结构强度、温升计算分析

随着社会的不断进步、发展，安全舒适、节能环保、快 究。目前我国成功运营的线路有中德两国合作开发的上海磁
速便捷成了轨道交通发展的必然趋势，正是在这一背景下， 悬浮列车，其速度可达 430 km/h。
磁悬浮列车得以孕育而生。早在 20 世纪 70 年代，德国、日 １ 四点支撑悬浮平台结构设计方案
本、英国、韩国等国家就相继开展了磁悬浮列车的研究工作。
４ 结语
根据上文论述可以得知，现阶段的科技得到了快速发 展，在这样的背景下，工业领域对于自动化技术的需求变得 越来越大，所以需要将西门子 PLC 控制系统运用在工业领域， 这是促使其有效发展的关键技术。要想充分发挥这种控制系 统的效用，就必须要解决其中存在的故障问题，这是非常重 要的环节。为此该文展开理论研究，目的就是希望能给西门 子 PLC 控制系统故障问题的处理带来一定的启发。
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四点支撑悬浮平台结构强度、温升计算分析
党安旺 王德柱 （湘电动力有限公司，湖南 湘潭 411101）
摘 要 ：该文主要通过 ANSYS 有限元分析软件进行四点支撑悬浮平台的结构强度、线圈温升计算分析，对四点支
撑悬浮平台的结构进行优化设计。在设计过程中，用铜导线缠绕的线圈所产生的悬浮力减去自身的重量。通过温
参考文献 [1] 王国瑞 . 西门子单边通讯技术研究及其在轧钢生产线上 的应用 [J]. 河北企业，2018（11）：160-161. [2] 常焘 . 关于西门子 PLC 控制系统工作原理及常见故障应 用分析 [J]. 山东工业技术，2018（20）：155. [3] 郝智刚 . 关于西门子 PIC 控制系统工作原理与常见故障 分析 [J]. 建材与装饰，2018（33）：224. [4] 张旭 . 西门子 PLC 在工厂应用中存在的问题及对策探讨 [J]. 中国石油和化工标准与质量，2018，38（11）：110-111. [5] 郑海生 . 西门子 PLC 编程及其工程应用 [J]. 科学技术创 新，2018（4）：37-38. [6] 龙江 . 西门子 PLC 控制网络的配置策略及应用 [J]. 化工 管理，2018（4）：164.
升计算，将线圈材料改为铝材，因为其密度较低，所以设计出的四点支撑变形较小，有利于更好地检测悬浮距离。
而后期则对四点支撑悬浮平台进行了试验，为磁悬浮车辆的设计积累了经验，希望能为相关人员起到一定参考价
值。
关键词 ：悬浮 ；强度分析 ；温升计算
中图分类号 ：TM315
文献标志码 ：A
现存磁悬浮列车技术按其悬浮方式主要分为电磁吸引
四点支撑悬浮平台结构设计如图 1 所示。如图 2 所示，
悬浮、永磁力悬浮、感应斥力悬浮等 ；按电磁铁种类主要分 车架中空处穿入轨道，轨道和四点支撑悬浮平台都放置在立
为常km/h~500 km/h、500 km/h~600 km/h。
的核心所在，其控制着整个系统的运行，因此将这部分排查 清楚有利于后续故障的解决。
西门子 PLC 控制系统控制器出现故障问题，一般都是由 于内部输入模块出现故障，也可能是电源的内部电压不稳定 的原因引发的。如果西门子 PLC 控制系统的内部接入了过多 的设备，而输入设备还存在短路问题，这样会导致电源停止 供电，这种情况下要切断输入设备的电源，然后展开测量工 作，结合上位监控展开分析判断。因为软触点的各种颜色代 表着相应的工作状态，据此能够得到系统出现故障问题的位 置。除此之外，西门子 PLC 控制系统出现故障一般都是程序 发生错误，解决这种故障需要先备份程序，然后单独进行检 查，了解具体的故障问题。
铜导线比热容量 381 J/(kg·K)，热导率 381 W/(m·k)，钢比热容量 427 J/(kg·K)，热导率 50 W/(m·k)，绝缘比热容量 85 J/(kg·K)，热导率 2 W/(m·k)。
３．２ 模型简化
２．１ 车架强度分析
车架三维模型如图 1 所示，悬浮模块通过螺栓连接到车 架上，整个悬浮力将通过螺栓传递到车架下面的托臂，把车 架悬起，车架采用 0Cr18Ni9 不锈钢制造。 ２．１．１ 有限元模型１
在实际的西门子 PLC 控制系统故障问题当中，有时会 面临系统死机和故障灯闪亮的现象，这种情况下要重启系 统，如果情况未得到改善，需要将电源切断，然后把储存 卡取出，接下来将开关往下打，等待 10 s 后再次启动系统。 如果这样下来故障依旧存在，那说明是软件的程序出现问 题，这时候需要将程序提前备份好，然后展开校检，从而 判断系统硬件组态是否正常。如果还不能将故障问题解决， 需要将之前的程序恢复好，还要将其传输至空的临时数据 区中。
磁悬浮原理样车。西南交通大学于 1994 年研制成功了中国第 一辆可载人常规低速磁浮列车，而国防科技大学在 1995 年 5 月，成功研制出了我国第一台载人磁悬浮列车。之后，我国 相继在高温超导磁悬浮列车技术，永磁悬浮技术方面展开研
２ 强度计算
材料机械性能：车架，材料 :0Cr18Ni9，弹性模量 : 206 GPa， 密度 7.85 g/cm3，泊松比 0.3，屈服极限 205 MPa ；支架，材料 ：
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图 1 四点支撑悬浮架
20/Q235，弹性模量 : 206 GPa，密度 7.85 g/cm3，泊松比 0.3，屈 服极限 235 MPa。
铜导线 / 铝导线 1.732×10-8Ω·m/2.83×10-8Ω·m。 铜导线产热率计算 ： Q=38970 W/m3 铝导线产热率计算 ： Q=63680 W/m3 材料特性 : 铝导线比热容量 880 J/(kg·K)，热导率 203 W/(m·k)
注 ：（1）车架支撑 ；（2）“U”型铁芯 ；（3）悬浮模块 ；
我国自 20 世纪 80 年代开始对磁悬浮列车技术进行研 （4）左右限位装置 ；（5）悬浮距离感应器。
究，最具有代表性的单位是西南交通大学、国防科技大学，
地面的架子上，通过设计车架的高度尺寸保证线圈上表
1989 年国防科技大学通过深入研究，成功研制出了一台小型 面与轨道下表面的悬浮距离。