车轮多边形对地铁车辆一系钢弹簧疲劳寿命的影响研究 |
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引用本文: | 何伟,张合吉,陈帅,吴磊,王衡禹.车轮多边形对地铁车辆一系钢弹簧疲劳寿命的影响研究[J].机械,2020,47(6):44-50. |
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作者姓名: | 何伟 张合吉 陈帅 吴磊 王衡禹 |
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作者单位: | 西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都 610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031;西南交通大学机械工程学院,四川成都 610031 |
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基金项目: | 四川省区域创新合作项目;国家自然科学基金 |
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摘 要: | 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。
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关 键 词: | 地铁车辆 一系钢弹簧 车轮多边形 疲劳寿命 |
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