基于复杂振动载荷的高速列车齿轮箱体强度分析

针对现有研究高速列车齿轮箱体仅考虑了电机扭矩载荷或简化振动工况的现状,以国内某车型高速列车齿轮箱体为研究对象,通过对轴悬式齿轮箱体载荷工况进行分析,基于振动载荷确定齿轮箱体强度计算时的所有工况组合,利用有限元软件对高速列车齿轮箱体进行强度分析,并根据相关铁路标准对结果进行评定。结果表明,齿轮箱体在设计寿命周期内,可同时承受牵引/制动工况下的扭矩载荷及线路激扰产生的振动载荷,应力幅值均小于其对应许用应力幅,齿轮箱体的疲劳强度满足许用要求。在齿轮箱体强度分析时对复杂工况组合进行计算,保证了齿轮箱体设计的可靠性,为高速列车齿轮箱体强度分析和评定提供了一种新方法。

基于DVS 1612准则的焊接构架设计及强度评估

构架作为轨道车辆转向架的关键承载和传力部件,运行中承受各类复杂的静、动载荷工况,因此构架疲劳强度是车辆服役期内安全可靠运营的根本保障。DVS 1612准则作为构架强度评估标准,因与EN 15085焊接标准体系相关联,评估准确性和可靠度优势明显,近些年在行业内逐渐推广应用开来。文中详述基于DVS 1612准则下的构架设计过程,以及基于该准则下的构架静强度和疲劳强度评估方法,并对所设计构架进行强度了评估。

动车组车轮多边形机理分析

介绍了高速动车组车轮多边形的形成机理以及与转向架结构之间的关系。转向架一系悬挂和定位结构不同,在动车组运行过程中对转向架固定轴距的影响也不同。当采用转臂定位结构时,由于一系钢弹簧的沉浮运动,使车轮在钢轨方向产生有规律的微小滑动,造成车轮多边形磨耗。

CRH3型动车组铸铝枕梁国产化研究

介绍了CRH3型动车组转向架的铸铝枕梁国产化研制过程,并对其中关键技术进行了系统研究和分析,包括:采用仿真技术和有限元分析对枕梁结构进行设计,对24种载荷工况组合进行疲劳强度评估;对配料、造型等工艺和工序进行设计。通过疲劳试验和线路运营考核验证了铸铝枕梁国产化的可行性与可靠性。

动车组转向架构架材料的研发及应用

转向架构架作为动车组主要承载结构,既受复杂交变载荷,又受环境条件影响,对其可靠性要求较高,因此其选材要求较为严苛。现阶段构架均采用欧洲和日本进口的耐候耐蚀钢板,可靠性高。近些年国产耐候耐蚀钢板的研制已取得突破性成果,试验验证其可靠性已不弱于欧洲和日本进口的钢板,但还未实现批量应用。考虑成本及进货周期,未来一段时间内国产钢板是构架应用材料的主要方向。随着车辆轻量化设计需求的逐渐提升,结合工业技术和新型复合材料研究的不断突破,传统轻质材料和新型复合材料在将来将逐渐取代传统钢板成为构架的主要应用材料。

碳纤维复合材料在轨道交通车辆转向架上的应用

分析了现有转向架安全托及安全吊架断裂问题的原因,针对碳纤维复合材料的高强度、高韧性、耐疲劳、耐高温、耐腐蚀、重量轻等优异性能,提出了现役车辆使用碳纤维复合材料安全托的整改方案。以某车型为例,对新型安全托进行冲击和振动疲劳的有限元计算分析,和具体线路的进行往返动应力测试。计算结果和测试结果证明:采用CFRP安全托可以满足运用要求,能缓解并提高安全吊座的使用寿命;而且利用车辆整备时间即可完成整改处理,避免了扣车整改的不利影响。

城际轨道交通动车组一系钢弹簧断裂故障问题研究

一系钢弹簧是动车组重要的承载和减振部件,其故障问题主要集中在断裂和磨损上。目前对于钢弹簧断裂故障的分析大多基于仿真和材料学分析方法,而未对其异常受力根源进行深入研究。从振动响应角度对某动车组一系钢弹簧疲劳断裂故障问题进行深入分析,综合理化分析、振动模态测试以及车轮状态调查,找到钢弹簧失效的根本原因,即车轮存在多边形,且其产生的强迫振动导致钢弹簧发生接触性疲劳断裂。通过车轮镟修,解决了钢弹簧断裂故障问题。

轨道车辆轴箱内置式转向架技术发展研究

随着轨道车辆技术的不断发展,对转向架轻量化、低轮轨作用力等提出了更高的要求。国外多年的研究和试验表明,与轴箱外侧悬挂转向架相比,轴箱内置式转向架具有质量小、通过曲线能力强、轮轨磨耗小、噪声低等特点。我国对内置式转向架,尤其是轴箱内置式转向架的研究较少,在工程上的应用也尚属空白。介绍了国内外轴箱内置式转向架的技术研究和市场应用情况。介绍了中车长春轨道客车股份有限公司在对国内外典型的轴箱内置式转向架研究的基础上开发的200 km/h速度等级以上的轴箱内置式转向架的构架和主要技术参数。

CRH5J综合检测车轨道几何检测设备吊装梁结构设计及强度分析

介绍了CRH5J综合检测车轨道几何检测设备吊装梁(以下简称轨检梁)设计研究过程,并对其中关键技术进行了系统分析,采用有限元仿真分析技术对轨检梁结构进行计算,对载荷工况组合进行疲劳强度评估.最后,通过动应力跟踪试验和线路运用考核验证了该轨检梁的可行性与可靠性.

高速动车组转向架失稳报警问题研究

结合高速动车组车载转向架失稳报警装置在应用中的实际问题,针对车辆第一次失稳报警后的限速时间及加速度传感器的布置方案进行深入探讨。根据实测数据及相关标准,在保证车辆运行安全的基础上,以最大限度保证运营秩序为原则,当车辆首次出现报警限速值200 km/h时,建议限速保持时间不小于106 s。通过构架不同端部实测振动数据以及构架受力分析,对于单转向架,由于前后轮对蛇行运动存在相位差,非导向轴上方构架端部受到导向轴力的叠加影响,横向振动加速度幅值一直大于导向轴构架端部,因此建议传感器布置在1、4轴或2、3轴构架端部。

返修对S355J2W+N耐候结构钢焊接接头性能的影响

本文以S355J2W+N耐候结构钢不同返修次数的焊接接头为研究对象,通过不同的试验方法,测试其全熔透对接接头的组织性能。主要对S355J2W+N耐候结构钢对接接头的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、硬度等方面进行研究。试验结果表明,S355J2W+N耐候结构钢焊接接头多次返修之后,接头的拉伸性能优于母材,折弯性能满足标准要求,冲击功最低值79J(-40℃)高于标准要求,硬度值也较合理。

新型200 km/h动力集中动车组拖车转向架开发

文章基于国内客车转向架的发展和应用情况,分析了既有技术平台转向架的特点与不足,同时为提升和改善车辆的综合服役性能指标,针对200 km/h速度等级开展了轴承、车轮、车轴和悬挂等转向架关键技术研究,在借鉴“和谐号”和“复兴号”动车组转向架基础上,设计了新型的200 km/h动力集中动车组拖车转向架,并开展了关键受力部件的强度仿真分析、焊缝应力值评估以及试验台静强度、疲劳强度验证,证明转向架强度满足UIC、EN和TB等标准要求。通过进行多体动力学建模、仿真和分析表明,转向架悬挂参数制定合理,各项动力学性能指标均可达到优级。

高速米轨动车组转向架牵引装置模式的研究

为保证米轨列车高速运行稳定性,转向架牵引装置对车辆的转动、轴载传递和附着利用率等指标起着至关重要的作用。文章通过对不同形式牵引装置的适应性选型分析,确定了在高速米轨动车组转向架上牵引装置的结构形式为“Z”型双拉杆牵引装置。同时,从车辆运行性能、结构强度和车辆动力学性能三方面进行了综合验证,结果表明基于“Z”型双拉杆牵引形式,车辆的轴重转移系数为0.313;黏着系数为0.156。通过强度分析计算可知,中心销、牵引梁和牵引拉杆的最大von Mises应力均满足标准要求。依据EN 13749标准制定的疲劳载荷工况,满足Goodman-Smith疲劳极限图。中心销的一阶模态为836 Hz;牵引梁的一阶模态为564 Hz;牵引拉杆的一阶模态为636 Hz。装用该牵引装置动车组车辆的稳定性、平稳性、舒适度和曲线通过安全性均满足标准要求。

某转向架轴箱盖疲劳裂纹分析及结构优化

针对国外某地铁转向架轴箱盖由于安装轨道预警装置导致运用过程中出现裂纹问题,采用有限元仿真分析、振动试验及线路测试等方法研究,确定了产生裂纹的原因是安装轨道预警装置的轴箱盖悬臂结构在轴箱振动条件下疲劳强度不足。通过改变轴箱盖材质以及裂纹位置局部补强的方法,解决了轴箱盖强度不足的问题。此研究思路和方法可作为其他类似结构裂纹分析与优化设计的参考。