考虑过盈配合的抗侧滚扭杆寿命预测

抗侧滚扭杆用于提供限制车辆侧滚角度的侧滚力矩,可以提升列车运行的平稳性和安全性。文章以某型动车组用抗侧滚扭杆为研究对象,在考虑抗侧滚扭杆的扭杆轴与扭转臂过盈配合的前提下,基于FKM准则对抗侧滚扭杆进行静强度和疲劳寿命评估。结果表明,该抗侧滚扭杆在极限载荷和疲劳载荷工况下的利用度均小于1,同时满足静强度要求和疲劳寿命要求。

转向架外侧定位抗侧滚扭杆结构强度评估方法

[目的]为了对轨道交通列车外侧支撑抗侧滚装置扭杆轴的扭转刚度和扭杆轴强度进行求解,提出一种引入变形协调条件的扭杆轴解析分析方法。[方法]以外侧支撑抗侧滚扭杆装置的1/2扭杆轴为例,根据其受力状态和载荷分布,利用结构的对称性及承担反对称工作载荷的特点,引入结构变形协调条件,求解一次超静定系统的未知力和力矩,获得扭杆轴的剪力和弯矩分布,并推导出抗侧滚扭杆装置扭转刚度和强度的计算公式。以52CrMoV4弹簧钢制造的外侧支撑抗侧滚扭杆装置为例,对比分析了外侧支撑扭杆轴的解析解法计算结果和有限元模型的计算结果。[结果及结论]所提解析解法能够较为便捷地确定扭杆轴不同截面位置的工作应力水平和应力状态,为确定扭杆轴的截面几何参数、不同危险截面的等效应力计算方法和扭杆轴的疲劳失效机理分析提供了理论基础。与有限元法相比,所提解析法具有计算原理简单、计算速度快等优点。

某型市域车转向架抗侧滚扭杆结构设计与试验验证

针对某型市域车转向架的输入要求,设计开发了一款抗侧滚扭杆产品,扭杆与扭臂采用过盈配合结构。通过理论计算,得到该过盈配合能够传递的最小力矩为17.76kN·m,防滑安全系数为2.89;通过有限元分析计算,得到该扭杆侧滚刚度为3.2495 MN·m/rad,扭杆最大应力为674.3 MPa,扭臂最大应力为309.5 MPa,最小疲劳强度因子FOS为1.719。样品通过了刚度、静强度和疲劳试验。理论与试验均证明,该抗侧滚扭杆满足功能和强度要求。

车辆抗侧滚刚度对轴箱内置地铁车辆动力学性能影响分析

为合理选择轴箱内置转向架车辆抗侧滚刚度,建立某地铁车辆动力学模型,分析一系、二系垂向刚度和抗侧滚扭杆刚度对车辆运行平稳性、扭曲线路通过和抗侧滚性能的影响。研究结果表明:一系垂向刚度和抗侧滚扭杆刚度对车体的平稳性指标影响较小,而二系垂向刚度对车体垂向振动的影响较为明显。一系、二系垂向刚度和抗侧滚扭杆刚度较大时,虽然车辆具有优秀的抗侧滚能力,但是不利于列车通过扭曲线路。因此车辆抗侧滚刚度取值既要满足轴箱内置转向架车辆抑制侧滚的需求,也要具备良好的适应线路扭曲的能力。

抗侧滚扭杆极限镦粗比仿真分析及应用

以抗侧滚扭杆为研究对象,使用Simufact软件建立三维热力耦合工艺链仿真模型,获得了扭杆闭式镦粗工艺与开式镦粗工艺极限镦粗比规律;针对文中扭杆镦粗工艺提出变截面模具改进方案并进行仿真与试制验证。结果表明,极限镦粗比规律对提高扭杆镦粗工艺的质量给发挥了很大作用,避免镦粗失稳,并指导模具优化设计,降低生产成本。

轴箱内置高速列车一系液压抗侧滚装置研究

针对高速列车轴箱内置转向架抗侧滚刚度不足的问题,设计一种液压抗侧滚装置,在不增加一系垂向刚度的同时能显著提高车辆抗侧滚刚度。该装置在轮对两侧安装垂向液压缸,左右液压缸之间通过交叉管路连接以实现抵抗构架侧滚的功能。采用Zielke模型模拟管路流动,考虑油液压缩性建立非线性模型,开展特性仿真研究。结果表明:油腔结构参数对静态特性影响较大,交叉管路直径和长度对动态特性影响较大;重车工况下该装置能提供大于1.5 MN·m/rad的等效侧滚刚度,而等效垂向刚度仅为0.2 MN/m;在20 Hz以后的动态刚度显著增大,需设置合适的橡胶节点刚度以减少高频振动传递。

上海轨道交通01A02型列车拖车抗侧滚扭杆底座区域延寿改造

上海轨道交通1号线01A02型列车拖车是1992年设计生产的,目前已接近设计使用寿命。自2015年来多次发现该车型拖车车体裂纹,其中抗侧滚扭杆底座区域裂纹数量最多。为满足新造动车与原拖车同期报废需求,需对该车型拖车进行延寿改造。介绍了补强改造方案,并分2种工况校核了补强改造后的抗侧滚扭杆底座的疲劳强度。若要使原车体薄弱部位得到补强,延长使用寿命,且考虑到铝合金材质的焊接特性,必须在补强方案中尽量规避对铝合金材料的二次甚至三次焊接作业,所以采用铆接方式替代原焊接方式能够有效避免铝合金材料的强度因焊接施工而大幅下降。疲劳强度校核结果表明,通过预制件替代原抗侧滚扭杆底座,并通过铆接方式将预制件与车体进行连接,满足该车体区域内的强度要求。

城市轨道交通车辆抗侧滚扭杆座区域裂纹成因分析及修复方案

上海轨道交通1号线某原装进口车型的抗侧滚扭杆座区域裂纹频发,危及列车运营安全,探索裂纹成因并制定合理修复方案对保障运营安全具有重要价值。采用有限元模拟、理化分析等手段,从材料、设计、焊接质量等因素综合分析抗侧滚扭杆座的裂纹成因,并制定相应的修复方案。结果显示:抗侧滚扭杆座的关键焊缝均能满足静强度要求;车辆底板厚度为2.5 mm,不能满足设计要求;部分7020铝合金在服役二十多年后,出现材料屈服强度下降的现象;部分焊缝存在交叉,且焊接区域存在明显未熔合、微裂纹、孔洞、疏松等缺陷。设计不合理为产生焊缝裂纹的主因,焊接质量缺陷、材料强度下降也是导致7020铝合金开裂的重要因素。修复方案验证表明,该方案能够满足运营需求,可为延长车体服役寿命打下基础,为新车的车体设计提供借鉴。

轨道交通车辆抗侧滚结构形式的选型分析

介绍了抗侧滚刚度对轨道交通车辆性能的影响。通过对车辆的控制方式、抵抗侧风能力、动力学性能和柔度系数4个方面的分析研究来确定轨道交通车辆的抗侧滚结构形式,为车辆抗侧滚结构形式的选择提供了理论依据。研究表明:当车辆采用两点控制时必须设置抗侧滚扭杆来提高车辆的抗侧滚能力;当车辆采用四点控制时可考虑增大空气弹簧的跨距和设置抗侧滚扭杆来提高车辆的抗侧滚能力。

抗侧滚扭杆装置安装螺栓防松优化措施

抗侧滚扭杆装置广泛应用于城市轨道车辆中,其安装在车体与构架之间,有效提升了整车的抗侧滚性能。针对抗侧滚扭杆装置扭杆与构架连接螺栓松动问题,结合普查结果及现场安装过程,找到螺栓松动原因,并通过试验方法,优化防松措施,基本解决了此位置螺栓松动的问题。

抗侧滚扭力杆利弊及技术对策

为了克服抗侧滚扭力杆所产生的有害作用,应用抗侧滚等效刚度概念提出了改进的技术对策。抗侧滚等效刚度是指一个抗侧滚扭力杆机构对车体侧滚的总刚度贡献,并以折算到抗侧滚扭力杆转角上的等效刚度值给出。利用拉杆与车体之间橡胶节点的非线性刚度实现抗侧滚等效刚度的分段定义:即直线或曲线准静态通过时具有低刚度;顺坡段通过时则具有高刚度。多种车况仿真对比分析表明:根据空气弹簧高度控制的位移滞后特性,这一弹性连接方案可以获得比较理想的舒适度;同时,在顺坡段通过时也适度增强转向架对车体的抗侧滚刚度。

抗侧滚扭杆对轨道车辆抗侧滚性能的影响研究

抗侧滚扭杆主要用来增加车辆的抗侧滚刚度。文章建立车辆的抗侧滚动力学模型,介绍车辆抗侧滚性能的评判方法,并着重分析和计算了扭杆对车辆侧滚角度、柔性系数、倾覆系数、浮心高度的影响。

基于ABAQUS子模型算法的花键连接抗侧滚扭杆有限元分析

采用ABAQUS软件模拟计算了花键连接抗侧滚扭杆的受力情况。计算结果与试验结果对比表明此方法正确可靠。采用子模型的方法进一步得到花键的局部应力分布,结果表明简化整体模型的接触关系可以降低仿真分析的计算花费,提高分析效率,且子模型方法解决了网格数量太大、计算时间长以及收敛性差的问题。计算结果可为疲劳分析提供有力支持,并为扭杆系统疲劳失效模式提取提供一定帮助。

空气弹簧及抗侧滚扭杆可靠性设计技术及应用

在中高速客车和地铁、轻轨车辆二系悬挂中,空气弹簧和抗侧滚扭杆组合得到越来越多的应用。对空气弹簧及抗侧滚扭杆可靠性的要求也越来越高。主要对空气弹簧及抗侧滚扭杆系统的可靠性设计手段进行阐述,重点介绍仿真分析、材料设计、试验验证等在产品设计阶段的应用。通过产品实际应用情况表明,通过虚拟样机设计并结合模拟试验,可以较好地保证产品的可靠性。

基于FKM准则的抗侧滚扭杆疲劳强度分析

介绍了强度评定准则FKM的主要内容,引用FKM局部应力法对抗侧滚扭杆的疲劳强度进行评定,并与Fe-safe的疲劳强度评定结果进行对比。对比结果表明:两者的评定结果一致且FKM准则更加保守,抗侧滚扭杆的疲劳强度满足使用要求。由FKM准则得出的扭杆各应力分量疲劳损伤度表明:扭杆剪切应力对扭杆的疲劳损伤最大,弯曲正应力次之。

轨道车辆用抗侧滚扭杆系统试验研究

针对某公司送检的某型号抗侧滚扭杆系统进行了系统的力学性能试验,主要试验项目包括整体刚度试验、弹性试验、静态极限试验、常规疲劳试验、强化疲劳试验,总结出一套比较合理的试验方法和数据处理方法,从而对开发其他型号扭杆系统起指导作用。

CRH6型城际动车组抗侧滚扭杆装置的研制

介绍了抗侧滚扭杆装置工作原理,从抗侧滚扭杆设计方案、受力分析、刚度计算、强度分析等方面阐述CRH6型城际动车组抗侧滚扭杆装置。试验结果表明:该型抗侧滚扭杆装置的结构、刚度、强度及制造工艺等完全满足CRH6型城际动车组抗侧滚扭杆的运用要求,经过1000万次疲劳试验,该装置未发生任何问题。

符合法铁标准的抗侧滚扭杆轴的工艺研制

介绍了上海地铁公司从ALSTOM引进的一种抗侧滚扭杆系统的结构组成和扭杆轴主要技术要求,重点介绍了扭杆轴在国产化过程中的工艺实现。该部件完全满足ALSTOM技术规范和法铁标准的要求,实现了国产化。

双层客车抗侧滚稳定器研究

为改善我国新型双层客车横向平稳性,以车辆横向动力学理论为基础,设计了适用于该种客车的抗侧滚稳定器,并根据双客侧向过岔的响应提出了它的最佳参数。试运行表明,双层客车安装这种抗侧滚稳定器后不仅上下客室横向平稳性指标相同,且达到“优”级。

380km/h动车组用抗侧滚扭杆系统的研制

介绍了一种380km/h动车组抗侧滚扭杆系统的设计、计算和生产制作。试验表明该抗侧滚扭杆系统的结构、刚度、强度及制作工艺等完全满足青岛四方股份公司相关技术规范要求和该380km/h动车组车辆的运用要求。经过1 000万次疲劳试验,该装置未发生任何问题。