209P(T)型转向架C型焊接构架裂纹分析及改进措施

针对某公司生产的209P(T)转向架C型焊接构架在段修时发现构架横梁腹板和侧梁下盖板的垂向连接焊缝处出现裂纹的一事,某公司迅速组织人员进行攻关,提出改进结构,并通过有限元分析计算对比、线路动应力测试对比和疲劳寿命评估对比,论证了改进结构的可行性。呈报铁道部得到批复同意实施。     

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。     

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。     

一种地铁转向架的多柔体动力学建模方法研究

为更加系统真实的研究地铁转向架动力学性能,从多柔体动力学角度出发,以某B型转向架为例,建立了包含转向架、车体及轨道的多柔性动力学模型,研究了全新的非线性空气弹簧动力学模型建立方法和部件间运动耦合定义方法,使用轮轴转速驱动和轮轨接触方式进行速度加载,采用显示动力学计算方法,得到动态运行下平稳性指标和动应力并与实验进行对比,结果表明:实验与仿真结果基本一致,该建模方法准确可靠,能为转向架动力学研究提供是一种新的思路。     

地铁车辆制动管路动应力分析及结构优化

地铁车辆转向架上制动管路是空气制动系统中的关键部件,制动管路的可靠性对列车制动安全至关重要.针对我国某条地铁线路制动管路断裂问题,通过试验和数值模态分析、振动和动应力测试,分析制动管路断裂的原因.提出增加管路壁厚、采用弹性管卡和增加管卡数量等三种方案对制动管路结构进行优化.采用频域结合时域的动应力分析方法对制动管路各优化方案进行动应力仿真.结果表明,制动管路一阶横弯振动(73.2 Hz)和构架侧梁八字横弯振动(71.8 Hz)耦合共振是制动管路断裂的主要原因;在制动管路两管卡中间位置处增加一个管卡,相比于增加管路壁厚(从1.5 mm增加至3 mm)与降低管卡刚度(从0.85 GPa降低至0.15 GPa),降低管路动应力水平的效果最为显著.为车辆转向架制动管路结构优化改进设计提供了理论依据.     

副构架式径向转向架导向机构参数研究

总结了副构架式转向架的结构与特点,并分析了自导向径向转向架的导向机理。以转K7型副构架式转向架为研究对象,建立安装有转K7型转向架的C80型敞车动力学模型。分析自导向机构的刚度参数对车辆系统动力学的影响,在此基础上进行导向机构参数优化选择,为副构架式自导向转向架的工程优化设计提供理论依据。     

基于运用条件和频域特征的动车组转向架构架疲劳损伤规律研究

转向架作为动车组车辆的关键部件,担负着承载与走行等多种任务,传递不同形式的动态载荷,有必要对其疲劳问题进行研究。以某型城际车动车和拖车转向架构架为研究对象,在对构架疲劳关键点动应力进行线路实测基础上,依据速度、航向角以及部分线路参数,提取到直线、不同半径曲线、启动牵引、混合制动以及低速过站等不同工况下各测点的动应力数据,分析和比较各测点在不同运用条件下的疲劳损伤特点。通过时-频变换方法,得到不同速度下动车和拖车各主要测点动应力幅频特征,进而分析各测点动应力峰值频率所对应的系统固有频率和外界激励频率,探讨不同频率成分的动应力对各关键点损伤的贡献情况。研究发现,相同速度和曲线半径下,多数动车疲劳关键点的等效应力大于拖车。在车辆接近停止时,抗蛇行减振器座和横侧梁连接处的动应力会存在一个大幅值循环,这与车体惯性力对抗蛇行减振器的作用有关。中低速过道岔时,各测点的动应力变化范围均有一定程度的增大,以横侧梁连接处和抗蛇行减振器座处变化最为明显,其他疲劳关键位置的动应力变化相对较小。达到相同损伤占比时,绝大多数动车构架测点的动应力频带比同速度下拖车构架更宽。     

基于动应力时域外推的构架疲劳寿命评估方法

获取具有代表性的动应力时域信号是对车辆进行结构疲劳分析的重要前提,仅依靠短时间测试所得的动应力时域信号进行疲劳寿命评估,其结果并不能反应结构在较长时间历程,甚至是全寿命周期下的抗疲劳服役性能。以某动车组转向架转臂定位安装座焊缝附近的某测点为算例,提出了基于极值理论的动应力时域外推的疲劳寿命评估方法。首先,选取该测点在镟轮初、中、末期的3组动应力时域信号,对其进行前处理与等权重组合;其次,应用极值理论对组合样本信号进行尾部概率分布拟合,并对模型的拟合优度进行检验;然后,根据拟合的概率分布函数对动应力样本进行相应倍数的时域外推,获得长时载荷作用下的动应力时域信号;最后,采用外推后的动应力时域信号进行疲劳寿命评估。结果表明:相比于常用的线性外推方法,基于时域外推方法的疲劳损伤增加了0.168%,安全运营里程减少了2 670 km,评估更偏于安全。     

基于刚柔耦合的轨道车辆转向架构架疲劳分析

对某型地铁车辆转向架构架在运行使用过程中局部区域出现裂纹的问题,首先,基于固定界面模态综合法,通过构架主自由度缩减得到了该型构架柔性体模型,从而建立该型地铁车辆刚柔耦合多体动力学模型;然后,结合一种基于柔性体计算结构动应力的方法,探讨该型构架的动应力响应,得到该型构架的振动特性;最后,采用准静态应力叠加法对构架电机吊座结构进行了疲劳寿命预测。仿真结果与该型构架实际出现疲劳破坏的位置吻合,从而验证了基于刚柔耦合模型对构架进行疲劳分析方法的正确性。结果表明,利用这种方法可以在构架前期开发阶段为其疲劳寿命预测提供理论依据。     

基于KDE的构架应力谱外推与疲劳寿命评估

获取动应力谱是对车辆结构进行疲劳分析的重要前提,其分析结果的准确性受动应力谱的完整性和充分性的影响。在保留载荷的概率分布特征的前提下,有必要将动应力测试数据从小样本外推至大样本。对转向架构架的应力谱外推和疲劳寿命评估进行了研究,并以某地铁转向架测点为分析案例。首先,对二维核密度估计（kernel density estimation,简称KDE）中最优带宽的确定方法进行了讨论;其次,提出了采用矩阵型灰色关联度分析方法对外推前后的雨流矩阵的接近性关联度与相似性关联度进行量化评价;最后,提出基于多样本核密度动应力谱外推的疲劳寿命评估方法。结果表明：与基于实测数据的评估结果相比,基于核密度外推的疲劳寿命评估结果的相对误差为-4.17%,安全运营里程减少了2.13×104 km。基于核密度估计的外推精度满足工程实践的要求,且评估结果更偏于安全,对保证车辆安全运营十分有益。     

一系悬挂建模方式对转向架高频振动特性的影响

为研究转向架一系悬挂建模方式对转向架高频振动特性的影响,选取我国某型动车组转向架为研究对象,基于悬挂件及转向架试验测试结果,采用有限元方法,建立一系悬挂件的有限元模型及转向架的"全有限元模型"和"一系简化模型",并进行振动特性计算,结果表明,两种转向架模型计算的轴箱振动加速度曲线在主要峰值和变化趋势差异较小,几乎在全频...     

SDB技术在MEMS加速度计中的应用

介绍了硅硅直接键合(SDB)技术的反应机理、实现方法和技术优势,重点阐述了SDB技术在MEMS加速度计中的应用;通过初步测试,表明利用SDB技术制作的加速度计具有很好的稳定性.     

高速列车转向架应力谱分组方法研究

应力谱对结构疲劳强度评估和可靠性设计有着重要意义,为了准确评估结构的疲劳强度,通过某型高速动车组实际运营线路上的动应力测试试验,获取动力转向架构架疲劳关键部位的应力-时间历程,采用等距分组方法编制应力谱,结合Palmgren-Miner线性累积损伤理论,计算了不同分组数下应力谱的每公里疲劳损伤值,分析了不同分组数对疲劳损伤的影响规律。结果表明,分组数过少会引起疲劳损伤值的偏差,随着分组数的增加,计算的损伤值逐渐减小,并趋于定值,这是由动车组构架动应力小应力循环高度集中的特点引起的。同时提出了一种适用于构架结构应力谱的不等距分组方法,研究结果可为构架结构的设计提供依据。     

某城市轨道交通车辆柔性拖车转向架的研制

介绍了一种用于城市轨道交通永磁直驱列车的柔性拖车转向架,该转向架采用了小轴距、小轮径的设计方法。转向架的构架采用“交叉板式”横梁实现柔性,能提供较低的扭转刚度和合适的抗菱刚度,适应线路不平顺的能力更强。对构架进行强度计算和疲劳试验之后,发现测试结果满足标准要求。对拖车柔性转向架的扭曲减载性能进行了测试,发现该转向架的轮重减载率较传统转向架偏低。同时对拖车柔性转向架的构架模态进行了测试,更加全面地掌握了该转向架的特性。最终得到结论：该新型转向架的各项指标均满足设计和标准要求,满足线路实际运用要求。     

构架三种常用疲劳强度校核方法对比研究

对比分析转向架构架三种常用疲劳强度校核方法的差异。分别采用铁路标准中规定的载荷谱、多刚体系统动力学仿真(Multiple rigid body system dynamic simulation,MRBSDS)技术获取的载荷谱和线路动应力测试应力谱等三种方法对某型地铁拖车转向架构架进行疲劳强度校核。通过准静态叠加法将载荷谱转换为应力谱,准静态叠加法中给出应力响应因子(Stress response factor,SRF)的定义,方便载荷谱和应力谱之间的转换。对比方法是将三种方法获取的应力谱线性外推至100万km进行疲劳等效应力计算。计算结果表明,与线路试验相比,利用标准中规定的载荷谱进行疲劳强度校核略偏保守,MRBSDS方法获取的载荷谱无法准确预测疲劳寿命。应力谱频域分析发现,MRBSDS方法计算疲劳载荷谱应朝采用真实且含有高频信号的线路谱和刚柔耦合模型方向发展。     

Φ920 mm货车车轮设计及开发

依据标准EN 13979及转向架接口尺寸设计车轮S型辐板形状初始方案,通过有限元分析对设计方案进行验证和优化,对车轮进行热力学性能测试及疲劳实验台测试,结果表明车轮设计方案能满足各项要求.     

铁路客车转向架的疲劳分析

以铁路客车转向架主要承载构件为研究对象,介绍了将有限元技术应用于构件疲劳寿命分析的过程.基于MSC 软件提供的结构动态响应仿真技术,获取构架的动应力历程,在此基础上,进而对构架进行了疲劳分析.     

铁路路基捣固车作业走行液压系统的调节

1.作业概况 08—32型捣固车作业走行系统采用静液压驱动,前后转向架都采用OMV630型液压马达。前转向架上的驱动轴与液压马达之间的二级机械减速比分别为3．93和 4．11,后转向架上的驱动轴与液压马达之间只有一级机械减速,其传动比为4．11, 前后转向架上的驱动轴转速比为1／4．11,     

基于核密度估计算法的T100C列车转向架载荷谱统计研究

传统列车载荷谱的统计都是建立在实际测量的基础上,利用威布尔分布拟合测试结果,计算各级载荷。但是整个过程所需测试里程长,费时费力,威布尔参数拟合困难。更重要的是,由于事先假定载荷的分布,所以最终统计结果并不一定能反映样本的真实情况。为了克服传统载荷谱统计方法的不足,在雨流计数方法进行时间—载荷历程统计的基础上,将核密度估计算法用于SRM80型全断面道砟清筛机T100C新型转向架侧架的载荷谱统计工作。结果显示:核密度估计方法能较好的还原载荷谱原貌,弥补小子样数据不足的问题,可以为列车载荷谱统计工作节约人力物力。     

轨道车辆转向架测试台液压伺服系统的建模与分析

为提升国内轨道车辆转向架测试设备的技术水平,并能全面、准确地评测转向架刚度的性能,提出了一种新型轨道车辆转向架刚度试验台的设计方案。依据试验台的技术特点,对系统的组成、液压缸的动作方式以及液压系统的控制形式进行了设计,确定了液压缸及伺服阀的相关参数。在对阀控液压缸工作原理及伺服阀特性研究的基础之上,着重对该液压伺服系统进行了建模和特性分析,并给出了分析结果。分析结果表明：液压伺服系统的关键部件选型合理,测试结果准确可靠,能够比较精确地对转向架刚度进行测试,为新型转向架刚度试验台的推广应用奠定了技术基础。