车轮多边形对地铁车辆一系钢弹簧疲劳寿命的影响研究

针对国内某地铁线路车辆在运行中出现一系钢弹簧疲劳断裂的现象,对车轮多边形对地铁车辆一系钢弹簧疲劳寿命的影响进行了研究。通过对发生断簧位置的车轮表面状态进行测试,发现车轮存在明显的六阶车轮多边形磨耗。通过一系钢弹簧动应力测试,发现了车轮多边形激励导致弹簧共振可能是一系钢弹簧断裂的原因。基于SIMPACK和ANSYS相结合建立了考虑一系钢弹簧柔性的刚柔耦合动力学模型,计算了不同多边形状态下一系钢弹簧的应力载荷谱,采用Miner线性累积损伤理论对弹簧疲劳寿命进行了计算和对比分析。研究结果表明:地铁车辆车轮多边形的阶次、波深以及列车的运行速度对一系钢弹簧的疲劳寿命都有很大的影响,且当车轮多边形通过频率与一系钢弹簧固有频率接近时,其寿命显著降低。降低弹簧座橡胶垫刚度可以提高隔振能力,增加弹簧使用寿命。     

空气弹簧失效对地铁车辆动力学性能的影响

基于多体动力学理论,利用多体动力学分析软件SIMPACK建立了某型地铁车辆动力学模型。分别计算了转向架空气弹簧在正常情况和失效情况下的动力学性能指标,研究了空气弹簧失效对地铁车辆动力学性能的影响。计算结果表明:在空气弹簧失效后,车辆的平稳性和曲线通过能力变差,部分工况下的车体振动加速度以及车辆安全性指标超过了限定值。     

地铁车辆一系钢弹簧中高频 动态特性分析

现场测试发现地铁车辆一系钢弹簧断裂失效与其运营中表现出的中高频动态特性有关。为研究地铁车辆一系钢弹簧的动态特性,对线路运行的车辆零部件进行动态行为测试,发现一系钢弹簧在中高频段的动态响应异常明显。通过建立一系内外圈钢弹簧的有限元模型,计算分析了钢弹簧在中高频段的固有模态特性、动刚度特性、弹簧动态应力分布特征和橡胶垫刚度对弹簧应力的影响。结果表明:安装状态下内外圈钢弹簧的一阶模态频率分别为58 Hz、52 Hz,其与调查线路钢轨主波长波磨的通过频率相近。在1～1000 Hz位移激励下,一系钢弹簧刚度大小存在频变特性,在钢弹簧固有频率附近发生突变。60 Hz位移激励条件下,钢弹簧出现共振现象时,动态响应最为明显;其动剪应力呈波浪形分布,内簧1.3圈内表面、外簧1.5圈内表面附近的动剪应力最大。钢弹簧动剪应力与橡胶垫刚度正相关,减小弹簧橡胶垫的刚度可降低弹簧动剪应力水平。     

地铁车辆轴箱吊耳断裂分析及优化

地铁车辆的安全性是车辆设计中考虑的重要要素之一.轴箱吊耳在对整车进行起吊作业时与构架限位止挡配合,完成转向架起吊功能.在车辆运营过程中,吊耳断裂会对车辆运营的安全性造成影响.首先分析了吊耳的失效类型,依据车辆设计标准对吊耳结构进行有限元仿真计算,其结果显示吊耳结构满足静强度和疲劳强度设计要求.为进一步分析吊耳疲劳断裂原...     

兰州地铁1号线车辆空压机启动后对应客室部位振感强烈问题研究

通过对兰州地铁1号线车辆空压机启动后正上方客室部位振感强烈的问题进行分析研究,探讨了空压机钢弹簧减振器和橡胶弹簧减振器对空压机振动传递的影响,进行了减振器组合振动测试,使用橡胶小刚度减振器替代原钢弹簧减振器,解决了振感强烈问题。     

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正了考虑一系钢弹簧为柔性的刚柔耦合车辆系统动力学模型,分析了车轮多边形对一系钢弹簧疲劳寿命的影响。主要结论如下:(1)在六阶车轮多边形的激励下,当v=90 km/h时,车轮多边形的通过频率与一系钢弹簧的固有频率接近,引发弹簧共振,导致弹簧振动剧烈,动应力幅值增大导致疲劳断裂,是造成弹簧异常断裂的重要原因。(2)相同的车轮多边形阶次条件下,随着车速的提高,弹簧寿命总体逐渐降低,且在车轮多边形通过频率与一系钢弹簧固有频率接近     

航空发动机用轻型弹簧垫圈断裂故障分析及改进方案

本文主要介绍了航空发动机用轻型弹簧垫圈在使用过程中发生的断裂故障,分析了弹簧垫圈断裂的原因和断裂故障对发动机的潜在影响,提出了对弹簧垫圈的改进方案和建议措施。     

面向地铁轮缘磨耗控制的车-轨参数优化设计

针对地铁车辆在小半径曲线线路运行时产生的严重轮缘磨耗问题,通过车辆轨道耦合系统动力学分析,确定产生轮缘磨耗的曲线半径范围;基于可评价轮缘磨耗的地铁轮缘磨耗分析模型,确定了影响轮缘磨耗的轨道和车辆转向架关键影响参数(简称车-轨参数);采用代理模型和智能优化算法对遴选出的轨道和车辆转向架关键影响参数进行优化设计。研究表明,轨底坡、轨距、超高、一系钢簧纵向及横向刚度、二系空气弹簧纵向刚度和轴距对轮缘磨耗均有一定的影响。对轨道和车辆转向架关键影响参数进行优化设计可使地铁车辆在小半径曲线线路运行时产生的轮缘磨耗降低10%以上,研究成果可为减缓地铁车辆轮缘磨耗提供理论指导。     

不同轨道结构形式下地铁车辆部件振动及应力分析

国内某地铁线路主要存在普通短轨枕整体道床、12 mm弹性短轨枕整体道床、18 mm弹性短轨枕整体道床三种轨道结构形式,为了研究不同轨道结构形式下车辆部件振动加速度及应力的差异,通过现场测试和数值分析的方法,对该地铁车辆部件运行状态及特性进行调查。通过对比测试数据发现,在该线路普通短轨枕整体道床上运行时,车辆部件振动加速度RMS值、一系钢弹簧应力RMS值均超过其他两种轨道结构形式上测试结果的两倍,在不同轨道结构形式下,车辆部件振动加速度、一系钢弹簧应力测试数据的特征峰值频率均与对应区段轨道表面不平顺通过频率吻合。基于线性累计损伤理论,结合一系钢弹簧应力测试结果计算弹簧疲劳寿命发现,在12 mm和18 mm弹性短轨枕整体道床线路运行时,弹簧的疲劳寿命达到设计要求;在该线路普通弹性短轨枕整体道床线路运行时的弹簧疲劳寿命远小于其他两种轨道结构形式下的计算结果,仅9.77万公里。     

基于ANSYS的圆柱螺旋弹簧的接触仿真研究

在某城市地铁运营中存在车辆转向架一系圆柱螺旋弹簧非正常断裂的情况,结合现场测试数据,利用ANSYS建立了弹簧的几何模型,对弹簧的刚度(垂直刚度、横向刚度)进行有限元分析计算,并与理论分析计算结果进行对比。同时,重点仿真分析了在车辆运行过程中可能存在的弹簧簧丝间的接触问题。     

无磨耗式一系复合弹簧研究

针对地铁车辆转向架用锥形金属橡胶弹簧在应用中出现橡胶老化、蠕变等引起的性能不稳定问题,提出了一种可降低橡胶蠕变的无磨耗式一系复合弹簧创新结构。此结构采用钢弹簧与橡胶弹簧共同承载的方式,降低橡胶弹簧受载时的垂向载荷,有利于橡胶弹簧提供稳定的横向、纵向定位刚度。此设计在不改变转向架其他结构的前提下可实现对现有时速80km/h地铁车辆锥形金属橡胶弹簧的替代。同时本设计既可以应用于既有地铁车辆转向架一系悬挂,又可以给新研发转向架一系悬挂提供参考。     

铁路客车圆柱螺旋弹簧断裂原区分析及防止措施

本文通过对铁路客车圆柱螺旋弹簧生产工艺流程阐述和运用过程受力分析，找到了弹簧断裂的主要原因及防止措施，通过现场实施，提高弹簧质量，大大减少了弹簧断裂故障的发生。     

基于多模型耦合的电动汽车三电系统安全性估计方法

电动汽车动力电池、驱动电机和电控系统的安全性对于车辆的正常运行和乘员的生命财产安全至关重要。提出一种多模型耦合的电动汽车三电系统安全性估计方法。该方法仅需要实车传感器采集的稀疏数据作为输入，识别同车型中故障车辆。首先，构建三电系统安全性估计体系，该体系采用“自顶向下”的多层结构。之后，提出一种多模型耦合的方法，该方法由高斯混合、熵权计算和安全分数计算三部分组成，高斯混合得到安全性估计体系中各指标分布规律并输出概率密度，避免熵权重主观划分区间导致的误差；所提出的熵权计算基于概率密度确定各指标的权重，并根据安全性体系计算各车辆/系统的安全总指标，避免主观确定各指标的重要性；基于统计学与数据归一化，得到各车辆/系统的安全分数。最后，采用10辆电动汽车的实车数据对方法进行验证，包括整车安全性估计、三电系统安全性估计和不同季节鲁棒性。结果表明，所提出的方法识别故障车辆/系统与正常车辆/系统的准确率比层次分析法高40%/26.7%，且在不同季节不会对正常汽车产生误判。     

基于多体动力学的快速地铁车辆一系钢圆弹簧振动特性分析

为了探究一系钢圆弹簧断裂机理,文中基于多体系统动力学,采用动力学仿真软件SIMPACK,建立了快速地铁车辆的动力学模型,仿真模拟了一系钢圆弹簧在不同激励状态下的振动位移,从钢轨波磨角度出发,对比分析钢轨打磨前后一系钢圆弹簧振动情况.结果 表明,轨道不平顺幅值及车轮不圆度的增加会加剧一系钢圆弹簧的振动,在对钢轨进行打磨之...     

地铁列车低速脱轨动态响应分析研究

为研究我国地铁车辆车场线脱轨原因,应用赫兹非线性接触理论和轮轨接触几何关系,研究了不同等效摩擦系数、曲线参数、空簧故障等对某地铁列车低速脱轨动态响应问题。结果表明,某六节连挂地铁车辆以不超过12km/h限速通过5号道岔(简化为S曲线)时,轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率等指标均未超过标准限值;较小的轮轨摩擦系数能够抑制轮对爬轨的发生,通过涂油能够抑制轮对爬轨;空簧失气工况下,车辆以应急橡胶弹簧制支撑情况下,对应脱轨系数、车轴横向力等均有不同程度的增大,对曲线通过不利,应尽力避免该情况发生。     

广州地铁4号线直线电机车辆轴端接地装置故障分析及改进

广州地铁4号线自运营以来,直线电机车辆轴端接地装置松动、安装螺栓断裂和接地碳刷崩裂等故障严重影响运营安全。针对广州地铁4号线直线电机车辆轴端接地故障进行分析,通过加粗车轴和将接地装置改为内置来消除接地装置的安全隐患,有效保证直线电机车辆的运营安全。     

发动机气门杆部断裂分析

通过对断裂气门的断裂部位的金相组织、硬度及杆部尺寸的检测分析,锁定气门断裂的直接原因是气门受到过载剪切应力。在对气门压装和工作中的受力分析,查找造成气门剪切应力的来源,最终确认气门弹簧并圈是产生过载剪切应力的根本原因。通过采取相应的预防措施,彻底解决了气门断裂的故障。     

铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统的动力学建模与分析

基于XAD250铰接式自卸车悬架结构拓扑关系，建立了橡胶弹簧悬架系统及整车的非线性数字化模型；在ADAMS软件中生成了等级路面后，以不同载荷和车速对样机进行了动力学仿真分析。分析结果表明：前悬架橡胶弹簧刚度的非线性特性能满足驾驶室在不同载荷下具有等支承频率，从而保证稳定的行驶平顺性要求；后悬架系统在轻载荷下较之重载荷具有较高的支承频率，这会影响到车辆的整体行驶平顺性。对后悬架橡胶弹簧刚度进行了优化，优化后橡胶弹簧的非线性刚度曲线能够使车辆保持稳定且有良好的平顺性。     

拖拉机离合器碟形弹簧优化设计

分析了碟形弹簧的工作特性，阐述了碟簧在车辆离合器中的应用。提出了适用于车辆离合器的碟形弹簧优化设计方法；考核了优化程序与优化结果．本文提出的方法同样适用于其它类型的碟簧优化设计。     

中继阀泄漏引起常用制动不缓解故障特征分析

通过对中继阀工作原理及故障机理的详细剖析,结合车辆检修数据,研究了地铁车辆制动系统中继阀泄漏引起的常用制动不缓解故障,提出了以制动控制单元发出制动缓解信号到制动缸压力缓解至压力开关动作时的这段响应时间△t作为中继阀泄漏引起常用制动不缓解故障的故障特征量.采用AMEsim软件搭建了基于实际物理结构的中继阀模型和制动系统模型,引入故障模型,动态仿真了中继阀泄漏引起常用制动不缓解故障,研究了密封圈老化和复位弹簧老化2种故障原因下故障特征量-响应时间随着故障程度加剧时的变化趋势,并对其变化规律进行了对比分析,提出在中继阀检修中需要首先关注复位弹簧性能,其次检测密封圈密封性,为中继阀检修提供了指导性意见.通过使用地铁车辆制动系统28次制动工况在线数据以及试验台模拟的2类隐患工况进行故障特征量分析,验证了使用响应时间作为故障特征量的可行性.