某构架式转向架的疲劳强度分析与评估

为避免设计缺陷,提高产品可靠性,对某构架式转向架进行了疲劳强度分析与评估,载荷条件和疲劳强度评估方法依据UIC 510-3标准中有关内容确定。采用大型有限元分析软件ANSYS 12.1建立构架的有限元模型,并按标准要求施加载荷和约束。计算结果表明,构架上各部位的动应力均未超出相应Q345qE钢母材/或接头Goodman疲劳极限图的界定范围,该构架疲劳强度满足设计要求。     

B型地铁转向架构架疲劳强度分析及试验研究

基于有限元分析与动应力试验结合的研究方式,提出一种以利用率为判据的疲劳强度评估方法。首先,依据EN13749及UIC615-4标准对转向架构架进行疲劳强度分析,计算构架结构材料利用率;其次,根据材料利用率确定动应力试验布点方案,进而对构架进行动应力试验,将试验所得的应力-时间历程转化为等效应力幅,并计算等效应力利用率;最后,基于两种利用率和Miner疲劳累计损伤法则评估转向架构架疲劳性能。研究结果表明：材料利用率可为动应力试验布点方案提供良好的理论参考,等效应力利用率可佐证有限元分析的正确性,综合两种利用率能够更精确的评估转向架构架疲劳强度。     

一种新的疲劳强度可靠性设计方法——等效应力法

本文根据机械零件疲劳强度理论及可靠性设计理论，提出了一种只利用材料的Ｒ－Ｓ－Ｎ曲线即可进行零部件任意循环特征及任意疲劳寿命时疲劳强度的可靠性设计方法－等效应力法，从而避免了以可靠性设计法计算繁琐、结果误差较大的弊端。     

铁道车辆转向架构架强度分析

根据铁道车辆转向架构架所受载荷特点及结构形式,采用有限元仿真分析软件建立该构架的有限元模型,并进行静强度和疲劳强度的计算分析,依据TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》进行构架静强度和疲劳强度的评定。分析结果表明,构架静强度和疲劳强度满足TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》要求。     

扭转刚度测试方法及对构架疲劳强度影响

根据构架在线路运行中的扭曲状态和标准JIS E 4207：2004《铁路车辆-转向架-转向架构架设计通则》中规定的构架扭转刚度测试方法提出改进的刚度测试方法,新的测试方法简单且实用性较强,误差有效地控制在7%之内。构架根据结构设计形式的不同分为管梁型构架及箱梁型构架。利用新的扭转刚度测试方法分别对管梁型构架及箱梁型构架进行扭转刚度测试,同时理论分析两种类型构架扭转刚度不同的原因。利用ANSYS仿真分析软件对两种类型的转向架构架进行仿真分析,得出：构架扭转刚度的大小主要取决于测量的横截面积及横梁的结构形式,管梁型结构构架扭转刚度小于箱梁型结构构架的扭转刚度;在构架受扭转变形影响较大的区域,如横梁与侧梁的连接位置,由于箱梁型构架扭转模态频率较高,其动应力幅值较管梁型构架要小。     

基于线路实测载荷的转向架构架台架试验方法研究

以高速列车转向架构架为研究对象,线路试验获取了转向架轴箱弹簧载荷和一系减振器载荷时程曲线,分析列车进出站、不同速度等级、载荷作用频率对弹簧载荷和一系减振器载荷的影响规律及载荷差异性。采用准静态加载台架试验得到弹簧载荷、一系减振器载荷与构架端部疲劳关键区域应力之间的传递关系,结合线路实测载荷计算得到应力响应曲线,进而获取构架在弹簧载荷、一系减振器载荷及两种载荷耦合作用下的疲劳损伤值。据疲劳损伤一致性理论计算车辆设计寿命里程下构架的弹簧等效载荷和一系减振器等效载荷,并建立基于等效载荷的疲劳损伤计算公式,确定弹簧等效载荷和一系减振器等效载荷的幅值大小及相位关系,最后形成了基于线路实测载荷的构架台架试验方法。研究表明,列车进出站时轴箱弹簧载荷出现较大的载荷波动,最大波动范围为17.48 kN,一系减振器载荷对低频位移响应不敏感;在相同线路条件下,随着列车运营速度的增大,轴箱弹簧载荷和一系减振器载荷均呈现增大趋势,其载荷作用频率主要分布在0～60 Hz范围内;同时在该频带内,随着载荷作用频率的增大,两种载荷间相位差不断减小,该变化规律与减振器动态特性有关。计算得到构架端部在弹簧载荷、一系减振器载...     

基于线路试验的转向架构架疲劳可靠性分析

为提升转向架构架疲劳可靠性分析的准确性,预防等效应力和疲劳强度随时间变化导致的疲劳失效,提出一种基于等效时变动态应力-强度干涉模型的疲劳可靠性分析方法。对预评估转向架构架进行线路试验跟踪测试,采用双参数雨流计数法对实测随机应力-时间历程进行处理,建立用于疲劳可靠性分析的应力谱,并根据Miner法则和疲劳损伤等效原则获得对称循环等效应力。结合连续时间模型和伊藤引理,构建等效应力和疲劳强度的一维布朗运动方程,并以疲劳强度大于等效应力为可靠性判据,提出转向架构架的等效时变动态应力-强度干涉模型,分析构架服役寿命与疲劳可靠度的关系。以某型号转向架构架横梁与吊座连接处为对象,基于实测线路试验数据,验证方法的有效性。结果表明：转向架构架服役1200万公里的疲劳可靠度为74.46%,较传统方法偏于安全。由于考虑了等效应力和疲劳强度的时变性与动态性,使得分析结果更加准确,可为焊接结构的疲劳可靠性评估与结构优化提供参考。     

高速铁路转向架焊接构架的疲劳标准对比研究

随着列车向高速、重载以及多元发展,对于安全性的关注也日益高涨.转向架的构架是主体的承载结构,焊接构架的疲劳强度问题尤为受到关注,也是关乎高速铁路车辆安全性的一个重要问题与节点.主流的构架疲劳的试验标准和分析方法各有优缺点,且使用不同的疲劳强度评估办法.针对JIS?E?4207、DVS?1612、IIW?1539和BS?7608标准进行对比与分析.     

高速动车转向架构架静强度及疲劳强度分析

针对某高速动车转向架构架,根据欧洲标准EN13749对其进行载荷条件计算,得出超常工况以及一般运营工况下的载荷值组合,然后在疲劳强度试验台上对该构架进行试验,得出相应参考点的实测应力值,并通过有限元结构分析软件ANSYS对其进行验证。结果表明:构架上各参考点的应力值与仿真值一致,且均小于材料的许用应力,构架满足静强度和疲劳强度要求。     

高速动车组构架强度分析

构架作为铁道车辆转向架的主要承载结构,要保证构架具有足够的强度和可靠性。参考《200 km/h及以上速度等级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》(简称《暂规》),以某型高速动车组转向架构架为研究对象,利用有限元软件ANSYS Workbench完成了构架的静强度分析。根据静强度分析结果,利用Goodman-Smith疲劳极限线图对构架的疲劳强度进行了评估。结果表明,构架的静强度和疲劳强度满足规定要求。     

某型地铁车辆转向架构架强度及模态分析

通过CATIA软件建立某型地铁车辆转向架构架的三维实体模型,采用HyperWorks建立了该型地铁转向架构架结构强度分析的有限元模型,参照铁路相关标准,计算得到其强度分析应力结果,验证了该构架结构设计的合理性。通过模态分析,获得该构架的各阶模态频率及模态振型,为构架的动态特性设计提供参考。     

不同焊缝类型对宽轮距转向架构架疲劳分析的影响

转向架是单轨车辆核心的部件之一,承担着车辆的牵引、制动和承载作用,直接影响到车辆运行的安全性和可靠性.其中构架又是转向架的承载主体,传递并衰减轮轨与车体的振动.宽轮距转向架构架通过焊接和大量螺栓连接,事实上,在复杂的动载荷作用下,疲劳破坏主要从焊缝和螺栓连接处开始.对于焊接结构,由于焊接接头部位存在较大的应力集中,且常...     

3B0轴式机车底架疲劳强度分析

结合有限元和多体动力学仿真方法,探究3B0轴式机车运行工况对底架疲劳强度的影响。结果表明:3B0轴式机车底架受力矩作用中间转向架橡胶堆支反力小于两端,致使中间转向架橡胶堆高出两端;随着机车运行线路恶劣程度的增加,车体两端垂向振动大于中间部位且比值逐渐增大,易引起中间转向架橡胶堆支撑不足;机车运行线路条件恶劣时,垂向和横向振动载荷将引起牵引座和横向止挡焊缝附近疲劳伤损。     

高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性分析

为研究构架焊接部位的疲劳可靠度,根据国内Q345焊接头的疲劳数据,结合包含超长寿命概率S-N曲线,建立了动车组转向架焊接构架横向对接、横向T形和纵向T形焊接头的概率疲劳S-N曲线。以我国高速动车组典型的CRH2动车组转向架构架为研究对象,确定了其焊接构架吊挂点附近31个焊接头局部的疲劳应力。结合概率疲劳S-N曲线进行了较大应力部位的疲劳寿命预测和可靠度评估。结果说明:齿轮箱吊座与横梁附近的焊接部位是较危险的部位;在置信度97.5%、可靠度0.975下的寿命为3.88×108循环;在置信度97.5%、寿命为109循环的可靠度为0.948 2。     

铁路起重机转向架构架选型方案性能对比研究

根据TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》和GB/T3811-2008《起重机设计规范》,采用有限单元法对铁路起重机转向架两种构架结构方案进行强度、模态分析。计算结果表明两种方案构架的强度、刚度均满足要求,但因其结构局限,方案2中的转向架结构还需进一步改进。     

车轮多边形对高速列车车轴疲劳强度影响研究

车轮多边形是铁道车辆一种常见的非圆化病害,对轮对振动和车辆运行安全有明显的影响。在建立刚柔耦合拖车和动车车辆系统动力学模型基础上,将车轮多边形简化为简谐波并将其考虑为车轮轮径的变化,研究20阶车轮多边形对拖车和动车车轴疲劳强度的影响。结果表明,等效应力幅比值与速度呈非线性关系,且拖车和动车峰值出现位置有所不同,拖车峰值位置出现在速度为225 km/h,对应多边形激励频率432.7 Hz;动车不同截面分别在300 km/h、375 km/h时存在峰值,对应多边形激励频率分别为576.5Hz、721.2Hz。在各峰值位置处,多边形幅值的变化对拖车和动车部分截面的等效应力幅比值均有显著影响。拖车和动车车轴等效应力最大值均位于C截面,并且随着车轮多边形幅值的增加,其等效应力显著增大,超过车轴疲劳强度限值,降低车轴使用寿命。研究结果有助于改善20阶车轮多边形对高速列车车轴疲劳强度及弹性振动的影响。     

基于UIC标准的转向架构架强度评估

介绍了某型动车转向架焊接构架的结构特征,建立了其有限元模型;根据国际铁路联盟标准UIC615-4详细计算了构架强度分析所需的载荷条件,其中包含超常载荷、运营载荷、及附加载荷;对得到的载荷进行了组合,确定了强度分析的载荷工况,载荷工况又分为静强度评价载荷工况和疲劳强度评价载荷工况;对构架静强度进行了计算与评定,并用Goodman疲劳强度极限图对构架疲劳强度进行了评定。结果表明该转向架焊接构架能够满足标准规定的静强度及疲劳强度的要求。