轨道交通橡胶弹性元件疲劳性能试验设计及应用

针对轨道交通橡胶弹性元件疲劳性能试验,分析橡胶弹簧和橡胶节点结构,设计橡胶弹簧新型垂向横向纵向三向加载疲劳试验方案、橡胶节点径向扭转二向加载疲劳试验方案,与现有试验方案进行比对,应用新型方案对弹性元进行疲劳试验,结果表明:新型试验结构设计合理,满足复合加载疲劳试验要求,为弹性元件研发和疲劳试验提供设计参考。

轨道车辆橡胶弹性元件研发中的仿真技术应用进展

概述橡胶弹性元件在轨道车辆中的应用情况及其研发设计流程;重点介绍对橡胶弹性元件在结构设计、硫化工艺设计和模具设计过程中有限元仿真技术的应用,对有限元基础理论、材料参数测试及工程应用案例等进行阐述,展现橡胶弹性元件的数字化研发现状;对橡胶制品实现全生命周期仿真驱动设计提出期望。

轨道车辆橡胶弹性元件燃烧性能与设计结构的关系

EN 45545-2:2000标准中列出了轨道车辆橡胶弹性元件的燃烧性能参数并要求测试试样的结构需与产品的结构保持相关性。文章通过试验研究表明,对于纯橡胶的弹性元件,燃烧性能随着橡胶厚度的不同而不同,橡胶厚度为6 mm左右时燃烧性能最差,随着橡胶厚度的增加而改善,当橡胶厚度超过15 mm后,改善效果不再明显;对于橡胶与钢板复合的弹性元件,橡胶厚度在15 mm以内时,钢板明显影响橡胶的燃烧性能,可使其燃烧性能参数MARHE、D_(S,max)大幅降低;对于橡胶与钢板叠层复合的弹性元件,对橡胶起到分隔作用的钢板能够明显改变橡胶的燃烧性能,钢板间距越小,改变程度越大,燃烧性能参数MARHE、D_(S,max)越小。因此,橡胶弹性元件的燃烧性能参数值与试样的形状和尺寸相关,即与产品设计结构相关,不应认为是橡胶材料的固有基础性能。

轨道车辆橡胶弹性元件胶料低温性能表征的研究与探讨

脆性温度是常用于表征橡胶胶料低温性能的参数,多个铁路行业标准中都采用了该参数。然而,轨道车辆橡胶弹性元件低温失效案例、试验研究结果都表明,该参数没有体现轨道车辆橡胶弹性元件胶料的结晶性,不能有效反映轨道车辆橡胶弹性元件胶料的低温性能好坏。根据参数测试原理和试验研究结果,低温压缩永久变形既能体现胶料的玻璃化转变温度高低又能体现胶料的结晶性大小,此参数既可以反映胶料的低温性能好坏,又能有效反映轨道车辆橡胶弹性元件低温性能的优劣。因此,本研究认为选择低温压缩永久变形表征轨道车辆橡胶弹性元件胶料的低温性能更恰当。

橡胶弹性元件低温刚度预测

进行温度为20℃,0℃,-10℃,-20℃,-30℃,-40℃的橡胶试样单轴拉伸试验,研究不同应变水平下橡胶材料本构曲线的割线模量随温度变化的规律。定义橡胶试样在低温下本构曲线的割线模量与常温下的割线模量之比为橡胶材料的温度因子,将其表示为多项式函数的形式,并利用橡胶试样拉伸实验数据拟合得到不同应变水平下的温度因子。对锥形橡胶弹簧进行常温下的刚度仿真,通过温度因子对锥形簧常温下的刚度进行修正,预测其在低温下的刚度,并进行锥形簧产品在常温和低温下的刚度台架试验,结果表明环境温度高于-20℃时,预测刚度误差小于8%,满足工程使用要求,但是当环境温度低于-30℃时预测刚度误差较大。

低温对橡胶弹性元件传递率和固有频率的影响

研究低温对橡胶弹性元件传递率和固有频率的影响是改善转向架动力学性能的重要手段。简要分析了弹性元件低温效应,设计了一种弹性元件受迫振动试验方案,并与2种自由振动试验方案进行分析比对,重点通过受迫振动试验方案研究了温度为23℃、0℃、-20℃、-40℃对不同橡胶弹性元件传递率及固有频率的影响。研究表明:试验设计与实际工况一致,受迫振动试验更能准确反映出弹性元件的传递率和固有频率特性,随着温度降低,弹性元件的传递率变小,固有频率变大,在刚度合格且在非共振频率区,传递率越小减振效果越好,研究成果为高寒动车组转向架防共振设计、弹性元件的研发和试验起指导作用。

低温和频率对橡胶弹性元件刚度性能的影响

介绍橡胶弹性元件静刚度和动刚度的测试原理,设计一种新型低温刚度试验工装以对橡胶弹性元件进行静态和模态试验,研究温度对橡胶弹性元件静刚度和动刚度的影响,以及频率对橡胶弹性元件动刚度的影响。结果表明:本试验工装结构合理,满足试验要求,随着温度的降低,橡胶弹性元件静刚度和动刚度增大;随着频率的增大,橡胶弹性元件的动刚度在低频段增大,在一定频率后变小,最后趋于稳定;温度低于-40℃时橡胶弹性元件的动刚度-频率曲线的变化拐点前移。

轨道车辆用橡胶弹性元件可靠性试验台

为解决我国轨道车辆用橡胶弹性元件组合加载试验关键技术难题,提出了一种"搭积木"设计理念,设计了一台12通道组合加载试验台,重点介绍了试验台的设计原理与结构组成,并对典型产品进行了组合加载试验。实践证明该试验台各项设计参数完全满足试验要求,为我国轨道车辆用橡胶弹性元件的安全和可靠性研究提供了科研平台。

大功率交流传动机车橡胶弹性元件

以引进大功率交流传动电力机车、内燃机车为对象,对引进机车转向架的橡胶弹性元件进行了开发,对典型橡胶弹性元件的结构和性能进行了分析和研究,认为对橡胶弹性元件进行变频、变载荷分阶段的地面型式试验,对其运用可靠性的评价才更科学,更能符合实际使用的要求;大量采用欧洲标准等国际标准,既可以提高国内机车车辆转向架橡胶弹性元件的质量,又可以提高国内橡胶弹性元件的研发水平。

硫化工艺仿真技术在橡胶弹性元件研发中的应用

针对橡胶弹性元件模具及硫化工艺方案传统设计方法中存在的不足,介绍了一种硫化工艺仿真分析技术及其在硫化三要素、模具注胶系统设计中的应用情况和取得的效果,该方法可有效减少产品试模及修模次数,缩短研发周期,节约研发成本。

一种橡胶弹性元件疲劳寿命预测方法的研究

文章结合一款锥形橡胶弹性元件的疲劳破坏问题,提出了一种基于ABAQUS+FE-SAFE平台下的橡胶疲劳寿命预测方法,通过该疲劳仿真模拟技术,实现了对橡胶弹性元件产品疲劳寿命预测的目的,为类似弹性元件的疲劳评估提供了一种新的思路。

机车车辆一系悬挂橡胶弹性元件综述

V形弹簧、锥形弹簧和一系定位节点这三种橡胶弹性元件是轨道交通机车车辆一系悬挂装置的重要组成部分。以转向架和整车需要为出发点,介绍了上述三种悬挂装置的特点、应用情况,并对其技术关键点进行了阐述。

橡胶弹性元件阻尼和损耗角试验设计与研究

针对轨道车辆橡胶弹性元件进行不同工况阻尼和损耗角试验的问题,介绍了橡胶的阻尼机理,分析了弹性元件国内外标准,设计了低温动态试验方法及装置,研究了不同温度(23℃,0℃,-20℃,-40℃,-50℃)、不同频率对弹性节点、轴箱弹簧、弹性旁承、定位节点、橡胶弹簧和连杆关节损耗角和阻尼的影响。结果表明,在(23^-50)℃范围内,弹性元件阻尼和损耗角随温度降低而变大,温度低于-20℃后的变化率更为明显。在(0~30)Hz范围内,频率增加阻尼在(0~5)Hz低频段急剧变小,在(5~15)Hz中频段变化不明显,在大于15Hz后趋于恒定值,损耗角在(0~10)Hz区间随频率增加而变大,大于10Hz后频率对损角度的影响不明显。

橡胶弹性元件的试验及数据分析

提出了几种在开发橡胶弹性元件过程中必需进行的试验项目,同时对试验方法以及相关数据的分析与处理进行了探讨。并以目前在轨道交通车辆中应用日益广泛的V字型弹簧以及层叠弹簧为例做了详细的分析。

轨道交通橡胶弹性元件蠕变试验设计与研究

针对轨道交通橡胶弹性元件蠕变试验问题,分析橡胶弹性元件国内外蠕变试验标准,设计一种小载荷、高精度蠕变新型试验方案,与现有伺服电机式、电液伺服式和杠杆砝码式试验方案比对,研究不同结构弹性元件对蠕变的影响、长时间(1000 h)静压对高阻尼橡胶块蠕变的影响,结果表明:新型方案结构简单、成本低、操作方便、且满足试验要求,现有方案测试的纯橡胶结构弹性元件蠕变最大,平面夹层结构弹性元件蠕变性能优于压剪型结构,高阻尼橡胶块蠕变最小。

轨道车辆用橡胶弹性元件防火要求及技术水平分析

概述了英国标准BS6853、法国标准NF F16-101、德国标准DIN5510-2和欧盟标准EN45545-2对材料和元件的防火要求,并从车辆风险等级分类、材料分类、考察因素、烟毒性测试IDLH值和特例5个维度方面考察了这4个标准的异同。依据这4个标准对轨道车辆用橡胶弹性元件防火性能的要求,以实测数据分析了这4个标准在技术指标上的差异,并对目前技术水平进行了评估。

基于等效应变的橡胶弹性元件疲劳寿命预测研究

以橡胶材料的等效应变为疲劳损伤参量,利用沙漏状橡胶试样的疲劳试验测试数据,建立了橡胶弹性元件的疲劳预测模型。以拉杆球铰为疲劳寿命预测研究对象,根据有限元分析结果得到疲劳载荷工况下拉杆球铰危险区域的等效应变范围,利用所建立的疲劳预测模型对橡胶球铰的疲劳寿命进行了分析预测,并通过台架疲劳实验进行了对比验证。结果表明,预测疲劳寿命的误差小于30%,基于等效应变的疲劳预测模型能有效地预测弹性元件的疲劳寿命。

轨道车辆转向架橡胶弹性元件FEA技术发展

通过介绍各种橡胶减振弹性元件在轨道车辆的应用情况和橡胶材料有限元分析本构模型的相关知识,研究了橡胶制品大变形的网格重构技术、蠕变特性仿真技术、稳定性的仿真技术和流固耦合仿真技术及其应用成果,结果表明通过有效地有限元分析技术能够大力促进橡胶减振制品的开发命中率,提升开发效率。

橡胶弹性元件综合试验台的研制

介绍了橡胶弹性元件综合试验台的结构组成,液压系统以及测控系统软件、硬件的设计方案与功能。该试验台可用于各种橡胶弹性元件的性能研究以及型式试验,并可为国产化橡胶元件提供试验参数。

机车车辆橡胶弹性元件现有标准对比分析及建议

从试验项点、试验方法和判断准则等方面对比分析了国内外机车车辆橡胶弹性元件的主要标准,并根据我国轨道机车车辆情况和运用特点,以满足机车车辆的运行性能和安全需要为目的,指出国内机车车辆橡胶弹性元件标准应具有的原则,提出了修订建议。