现代有轨电车线路工程车转向架构架疲劳研究

为了填补国内城市有轨电车线路工程车的空白,根据BS EN 13749:2011,并结合国际铁路联盟试验研究报告ERRI B12/RP17等相关标准,采用有限元分析软件ANSYS对有轨电车线路工程车动力转向架构架进行疲劳强度分析计算。根据疲劳强度计算结果对构架齿轮箱吊座等部位的结构进行了优化,并对优化后的构架进行疲劳强度计算和静强度对比评估,结果表明,结构优化后该动力转向架构架疲劳强度满足相关标准要求,驱动载荷作用下的静强度有明显改善。     

某铁路平板车车体强度的多标准联合仿真分析

车体强度对于车体的使用寿命及安全可靠性具有重要意义,国内外对焊接结构的疲劳分析理论与方法也较为完善,但是在同种载荷工况作用下,依据不同的标准技术方法及理论所得的疲劳强度分析也会有所偏差,准确分析车体的疲劳强度显得尤为重要。首先,采用UG、HyperMesh、ANSYS Workbench及HyperView软件的联合仿真平台,构建平板车车体的有限元模型;其次,参照EN 12663-1:2010标准技术要求,依据平板车的静载荷工况完成静强度分析;最后,为准确分析车体的疲劳强度,分别依据BS 7608:1993标准技术方法、AAR标准疲劳分析方法对其进行疲劳强度分析,研究对比不同标准技术方法下的累积损伤值大小,评估标准技术方法的最优选择。计算结果表明:车体的静强度与疲劳强度均满足设计要求,车体静强度下的最小安全系数为1.152;BS 7608:1993标准技术方法下车体疲劳强度的疲劳累积损伤最大值为0.165 7,AAR标准疲劳分析方法下的车体疲劳累积损伤最大值为0.064 9,将两者的疲劳累积损伤值对比后发现,BS 7608:1993标准技术方法下的疲劳累积损伤值较大,结合理论评估方法对比,综合分析表明,采用BS 7608:1993标准技术方法下的疲劳分析相对更全面,结果也相对更保守。     

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。     

轴箱内置式车辆走行部焊接构架及其疲劳强度分析

设计了一种用于铁路车辆轴箱内置式走行部焊接构架;基于Hypermesh13.0软件及ANASYS 14.0软件,参照标准EN13749-2011中的载荷工况要求,利用APDL语言,对该焊接结构的疲劳强度进行了计算分析,结果表明该焊接构架结构合理,符合实际需求,构架疲劳强度满足标准及设计要求,可用于实际运营车辆。     

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.     

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。     

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。     

新型CFRP地铁转向架构架强度分析

介绍新型碳纤维复合材料地铁转向架构架基本参数、结构设计特点,建立有限元三维模型,参考标准UIC615-4和EN13749建立计算大纲及载荷工况,利用Hypermesh+Ansys软件联合仿真进行构架静强度、疲劳强度和模态分析,根据劳氏船级社工作服务准则对构架进行强度评估。计算结果表明：该构架强度满足工作要求,安全裕度较高,各阶模态较高,不会与车体发生共振。     

铁道车辆焊接结构疲劳强度网格灵敏度与可视化研究

铁道车辆承载结构在服役过程中承受复杂的多轴疲劳载荷,在满足结构功能性要求的前期下,实现承载结构的轻量化设计具有极高的难度。以某铁道车辆转向架构架为研究对象,选取构架疲劳失效的典型部位,分别采用8节点六面体实体单元和10节点四面体实体单元对构架对称区域进行网格划分;基于UIC 615-4、EN 13749、TB/T 2368—2005标准和车辆的实际运行条件,确定构架疲劳强度的计算载荷和载荷工况;根据欧盟关于铁道车辆的标准(ORE B12/RP17)给出的多轴应力转化为单轴应力的方法,分析其疲劳强度;采用C#与Fortran混合编程技术,直接对ANSYS的二进制结果文件进行操作,实现构架疲劳强度分析结果的可视化。分析结果表明:对于薄板焊接结构,在焊缝区域,采用四面体实体单元进行网格划分的节点最大材料利用度是对应节点采用六面体实体单元结果的1.8倍左右。直接对ANSYS的二进制结果文件进行操作,能够显著提高结构疲劳强度分析效率,同时实现疲劳强度分析结果的最大应力、最小应力、平均应力、应力幅、安全系数和材料利用度的可视化,提高了疲劳分析结果的可视性。     

基于Optistruct的地铁构架有限元强度分析及优化

建立地铁构架的有限元模型,根据UIC515—4、UIC615—4和EN13749标准对构架进行静强度和疲劳强度评定。结果表明,构架符合静强度和疲劳强度要求。此外还使用Optistruct软件对构架板材厚度进行尺寸优化,优化结果符合构架静强度和疲劳强度评定要求,优化结果可行。优化结果相比初始设计,减重达到12．3％。     

基于Optistruct的地铁构架有限元强度分析及优化

建立地铁构架的有限元模型,根据UIC515-4、UIC615 4和EN13749标准对构架进行静强度和疲劳强度评定.结果表明,构架符合静强度和疲劳强度要求.此外还使用Optistruct软件对构架板材厚度进行尺寸优化,优化结果符合构架静强度和疲劳强度评定要求,优化结果可行.优化结果相比初始设计,减重达到12.3％.     

钢轨打磨车动力转向架构架结构可靠性分析

基于钢轨打磨车动力转向架构架的结构特点和基本参数,利用ANSYS有限元分析软件建立构架的有限元分析模型。根据EN13749:2011标准,对构架进行了静强度、疲劳强度和模态分析。分析结果表明:构架的静强度和疲劳强度满足标准要求;构架最低阶模态的振动频率远离车辆系统振动频率,能够确保车辆正常运行。     

高速动车组动力转向架结构疲劳分析

本文以和谐号CRH380B动车转向架为研究对象,根据UIC615-4动车转向架加载标准,应用Workbench软件对构架首先进行了静强度分析和经典疲劳强度分析,由此确定了相对薄弱的关键节点。然后运用UM多体动力学仿真软件,施加路谱激励、求得构架的垂向和横向动态载荷谱;运用nCode DesignLife疲劳分析软件,将动态载荷谱施于构架的承载位置,进而求得构架的疲劳寿命云图。由于构架的疲劳寿命试验成本昂贵且实验局限性很强,因此本文的仿真计算为动车转向架的疲劳寿命求解提供了一个值得借鉴的方法。     

基于不同标准的100％低地板轻轨车辆 转向架承载结构载荷对比分析

本文基于VDV 152:2016标准和EN 13749:2011标准B-III/IV类转向架,系统分析了城市轻轨车辆转向架承载结构设计需要满足的载荷工况和设计载荷。分析结果指出,VDV 152:2016标准对转向架承载结构的载荷工况和设计载荷较EN 13749:2011标准更详细明确,在相同载荷工况下,其设计载荷不小于EN 13749:2011标准。因此,出于安全考虑,建议根据VDV 152:2016标准确定100%低地板车辆转向架承载结构的载荷工况和设计载荷,且由EN 13749:2011进行补充,作为100%低地板轻轨车辆转向架承载结构强度设计和或试验的理论依据。     

某轨道列车电气柜焊缝疲劳及可靠性分析

提高轨道列车电气柜焊缝的疲劳强度是确保电气柜安全性的关键。基于EN 12663-2010标准和BS 7608标准,文中选取焊缝的类型并确定出相应的S-N曲线对焊缝进行评估。其次,利用APDL语言对关键焊缝进行参数化建模,选取最危险焊缝并根据BS 7608标准中的S-N曲线建立可靠性方程。利用蒙特卡洛拉丁超立方抽样方法对危险焊缝的最大主应力进行随机抽样,得到最大主应力的概率分布特征、焊缝可靠度,以及焊缝厚度、密度、泊松比、弹性模量对最大主应力的敏感程度。结果表明：焊缝5的总累计损伤比最大为9.65×10-4;焊缝疲劳可靠度为1。灵敏度分析结果对焊缝疲劳设计有指导意义,建议对焊缝厚度进行优化以得到经济适用的焊缝厚度。     

快捷货车转向架结构强度分析

随着经济全球一体化进程的加快以及我国国民经济的飞速发展,铁路系统对货物运输的总量和质量要求变得越来越高,对现有交通运输系统提出了更大挑战。当前,中国铁路货运正朝着重载化和快捷化方向快速发展,对各类高性能新型货车的需求十分迫切。针对某公司设计的两种160km/h快捷货车转向架,对比分析了两种转向架设计方案的差异,参考EN13749:2011《铁路运用轮对和转向架构架结构要求的确定方法》进行了载荷计算,根据载荷计算结果制定了台架试验方案,并在台架试验台分别对两转向架构架进行了静强度及疲劳强度试验,试验结果表明,两种设计均符合标准要求。     

762mm轨距铁路客车转向架构架结构优化研究

根据某旅游景区登山铁路的需要,设计了一种专门针对此地区的铁路客车转向架。新型转向架采用自导向方案,可大幅提高车辆的曲线通过性能。根据BS EN 13749:2011,并结合国际铁路联盟试验研究报告《ORE B12/RP17》等相关标准,采用有限元分析软件ANSYS对该转向架构架进行了强度分析。分析结果表明:构架的静强度满足相关标准要求。     

中央牵引装置强度仿真及试验对比研究

中央牵引装置是连接车体和转向架的专用装置,在车辆系统中起到纵向牵引载荷传递、横向限位等重要作用。本文依据EN13749对某动车组中央牵引装置进行有限元分析,进而对其进行了静强度和1000万次的疲劳强度试验,同时对比了有限元仿真和静强度试验结果。计算分析结果表明,牵引装置的静强度结果都小于相应材料的许用应力,最大应力出现在中心销腹板折弯处304.60MPa和牵引拉杆端头处314.54 MPa;在Goodman曲线图中进行疲劳评估均落在包络线内,满足疲劳评估要求;对比静强度和有限元仿真结果,仿真和试验结果控制在20%以内;对牵引装置进行1000万次疲劳试验后进行无损检测,无任何裂纹,满足疲劳试验要求。     

基于核密度估计的单轨车辆构架载荷谱外推

车辆构架疲劳寿命预测准确性受动载荷谱完整性的影响,但线路实测的载荷数据具有短时与局部特征,为了准确预测疲劳寿命需要将短期样本数据外推至全寿命周期范围,本文以单轨车辆转向架构架为分析案例。首先,采用基于自适应带宽的核密度估计方法对实测载荷谱进行概率密度估计,其次,通过蒙特卡洛模拟算法实现了载荷谱外推;最后,基于核密度外推后的载荷谱对构架进行疲劳寿命分析。分析结果表明,与传统线性外推的数据相比,基于核密度估计外推的载荷谱评估结果更加安全,更有利于保障车辆的安全运行。     

概率寿命相关的铁路车辆轴颈/轴箱轴承的合理设计评价载荷

合理的设计评价载荷是科学评价轴承设计结果、确保其具有期望可靠性水平的基础。根据轮对各部件机械载荷的相关性,建立了来自于标准AAR M 934轴承寿命预测与台架试验、EN 12082轴承台架试验、EN 13979-1中考核车轮设计疲劳强度、EN13103/EN13104及JIS E 4501考核车轴疲劳强度的轴承载荷确定方法。应用标准ISO 281规定的轴承性能分析及概率寿命预测方法,通过某35.7 t轴重铁路货车轴颈轴承的分析,说明了现有标准相关的轴承载荷差异很大,轴向载荷对概率寿命评估结果的影响很大,现有不考虑或微弱考虑轴向载荷,以及以特定工况来考核轮对部件设计疲劳强度的标准载荷条件,不适宜应用于轴承设计评估载荷;标准JIS E 4501规定的轮对载荷,比较适宜货车轴颈轴承与机车轴箱轴承的设计评价载荷;标准EN 13103/EN13104规定的轮对载荷,比较适宜客车与动车组轴箱轴承的设计评估载荷;标准EN 12082规定的载荷条件,有利于在短时间严格考核轴承。