动车组横向止挡防脱结构设计优化与可靠性验证

通过对既有高速动车组二系横向止挡进行防脱结构设计、优化选型和可靠性验证,实现了其结构防脱功能,并显著提升其安全可靠性能。首先通过设计出不同的防脱结构型式,在结构设计、制造工艺、质量控制、实际运用和强度仿真等方面进行多维度的安全性对比分析,选出了最优防脱结构设计方案。然后试制出完全无粘接状态的最优防脱结构的样机,通过设计的剪切和疲劳防脱试验对新结构的防脱功能进行了充分的可靠性验证和效果评估。最后试制出合格的粘接状态的样机,并完成了防脱新结构的系列型式试验验证。结果表明,底座采用阶梯孔橡胶柱和摩擦板采用环形凹槽橡胶环的防脱结构在满足现有接口尺寸和性能要求的条件下,能够与原型产品进行对等替换,实现了结构防脱功能且大幅提升了安全可靠性。

北京市轨道交通新机场线车辆转向架横向止挡设计及优化

针对北京市轨道交通新机场线对车辆技术参数的较高要求,对传统横向止挡结构刚度性能及抗疲劳性能进行分析,并提出了将外围金属与橡胶硫化粘结为一体的横向止挡优化方案。建立横向止挡的有限元分析模型计算其刚度,采用疲劳曲线,根据多应力和应变条件下的疲劳累积法则对优化后的横向止挡橡胶弹性体疲劳强度进行分析。仿真结果表明,优化后的横向止挡完全满足使用要求;试验结果表明,优化后的横向止挡刚度性能和抗疲劳性均满足使用要求。

轨道车辆用横向止挡橡胶材料的断裂特性

用有限元分析软件分析轨道车辆用横向止挡橡胶材料的断裂特性。结果表明,横向止挡整体受压缩载荷作用,但橡胶层局部区域产生拉伸应力,拉伸应力区域是横向止挡破坏的源发区域;横向止挡橡胶材料带单边预制切口拉伸(SENT)试样受到拉伸时,切口尖端出现钝化,而随着切口长度的增大,切口尖端钝化现象变弱,更易出现裂纹并扩展;在小应变范围内,采用有限元方法计算的SENT试样J积分值可作为橡胶材料的断裂特性参数,用来评估裂纹萌生和扩展特性,与撕裂能评估方法基本等效。

机车车辆二系横向止挡结构参数

为深入了解机车车辆二系横向止挡结构对机车动力学性能的影响并为转向架设计提供理论指导,以机车通过曲线轨道工况为例,研究了止挡结构参数(包括止挡间隙和止挡刚度)对行车舒适性和安全性指标的影响规律.研究结果表明:止挡间隙和止挡刚度对车体的横向振动加速度影响较大,而对轮轨动态相互作用性能指标的影响甚微,适当增大止挡间隙或减小止挡刚度,可以减小车体的横向振动.

机车车辆二系横向止挡动力学模型

为了分析止挡结构对机车车辆动力学性能的影响，建立了机车车辆二系横向止挡结构动力学模型，研究了机车通过曲线轨道时，止挡结构动态相互作用特征与止挡位移的时频特性。分析结果表明：二系横向止挡动力学模型具有较强的非线性，止挡结构可以有效抑制车体横向位移，使其减小了30mm；止挡结构对车体的横向振动影响较大，在曲线上轮轨横向作用力有波动，二系横向相对位移的主频在1～4Hz范围内，与车体横向振动加速度的主频范围一致。

韩城悬挂式单轨车辆侧滚止挡设置方案研究

以陕西韩城悬挂式单轨交通1号线车辆为研究对象,分析了悬挂式单轨车辆的结构特点,并基于多体动力学理论,通过仿真计算,对车辆在多种工况下的侧滚情况进行了分析。根据分析结果提出了设置侧滚止挡的必要性及取值建议,并将侧滚角推荐限值应用于韩城悬挂式单轨交通工程设计,达到了减少工程投资的目的,同时也为我国悬挂式单轨交通的车辆选型及工程建设提供了重要的参考依据。

高铁大变形橡胶止挡非线性刚度特性曲线计算精度分析

针对某型高铁橡胶止挡的有限元静态刚度特性曲线与实验结果存在较大误差的问题,从实验与分析相结合的角度剖析发生偏差的原因,提出从实验方案、本构模型选择和接触定义等3方面进行优化分析的思路.分析与实验结果表明:实验条件符合准静态的假定、本构模型包含高应力、体积压缩效应,接触定义符合橡胶真实接触状态,这些措施可使分析结果更符合实际情况,为准确分析类似橡胶止挡的静态刚度特性曲线提供参考.

某型横向橡胶止挡结构优化设计

采用多学科优化平台Isight和参数高阶网格变形软件Sculptor对某型横向橡胶止挡进行结构形状优化设计.通过Sculptor进行参数化建模,通过Isight多目标优化算法NSGA-II获得合理的形状参数.采用Abaqus进行有限元计算,结果表明改进后的止挡垂向静刚度满足设计要求,结构设计合理.

HX_D3型机车中间轴轴箱止挡间隙小的原因分析及整改

针对HXD3 0886机车中间轴轴箱止挡间隙之和小于规定值的问题,对机车车轴箱及轴箱止挡的结构进行分析,查找问题发生的原因,并提出整改措施及建议。

蜂窝形抗冲击MEMS止挡结构的抗冲击仿真与试验研究

为了提高微机电系统(MEMS)器件的抗冲击能力,提出了一种蜂窝形MEMS止挡结构。设计了由两层不同孔径的蜂窝孔构成的蜂窝形MEMS止挡结构,并分析建立了简化数学模型,说明了通过改变蜂窝孔径可以实现止挡结构刚度的调节。基于典型的中间质量块的双端固支梁微结构,设计了相应的蜂窝形止挡测试结构,并在ANSYS仿真软件中进行了冲击仿真计算。采用机械冲击台和霍普金森杆对实际加工出的测试结构进行了冲击验证试验。试验结果表明:设计有蜂窝形止挡结构的中间质量块的双端固支梁MEMS结构可以承受至少3.2万g冲击。采用蜂窝形止挡设计,避免了弹性梁式止挡结构的应力集中问题,提高了MEMS结构的抗冲击能力。

浅析HXD1C机车垂向止挡间隙不合格影响因素及解决方案

通过分析HXD1C机车垂向止挡间隙不合格的影响因素,针对各个影响因素提出解决方案,从根本上解决了机车垂向止挡间隙不合格的问题,提高HXD1C机车垂向止挡间隙合格率,减少返工造成的人工及资源的浪费,降低了生产成本。

土耳其IZMIRL非动力转向架横向止挡座的结构设计

采用ANSYS10.0软件对枕梁做强度分析,并通过对横向止挡座在结构改进前后的强度对比,为土耳其IZMIRL非动力转向架枕梁提供了更为安全的设计方案。

32t轴重机车横向止挡参数优化分析

为了研究一、二系横向止挡非线性特性对32t大轴重机车动力学性能的影响,基于多刚体动力学软件SIMPACK建立了6轴机车动力学模型,在实车模型基础上通过对机车在不同工况下运行的动力学性能进行分析,得到横向止挡弹性间隙和止挡刚度的合理范围。研究结果表明:通过考察稳定性、直线运行性能和曲线通过性能,可以得出一系端轴横向弹性间隙和止挡刚度分别在1～3mm以及5.0～10.0MN/m范围内;一系中间轴弹性间隙取16～20mm,二系横向止挡间隙和刚度分别在10～12mm以及4.0～8.0MN/m范围内。

重载机车二系横向止挡参数对车钩稳定性的影响

通过建立包含13A/QKX100型钩缓系统、两台八轴机车和一台模拟货车的列车动力学模型,计算制动工况下重载机车不同二系横向止挡参数匹配方案的车钩摆角和列车运行安全性指标,得出适当增大二系横向止挡刚度、减小二系横向止挡自由间隙,可以有效减小车钩摆角,有利于保持车钩的动态稳定并提高机车运行安全性。最终提出三种二系横向止挡参数匹配优化方案,即二系横向止挡自由间隙为10 mm,刚度为原刚度的2倍;二系横向止挡自由间隙为15 mm,刚度为原刚度的3倍;二系横向止挡自由间隙为20 mm,刚度为原刚度的5倍。

悬挂式单轨车辆转向架抗侧滚止挡强度分析

为了对悬挂式单轨车辆转向架抗侧滚止挡进行静强度分析,文章以EN 13749和UIC 515-4标准为基础,结合悬挂式单轨车辆转向架的实际受力情况,分析悬挂式单轨车辆转向架抗侧滚止挡的加载条件,并设计模拟超常工况的载荷组合。通过ANSYS软件对其进行静强度计算,结果表明:抗侧滚止挡受力最大位置为支撑筋板顶部,其结构满足静强度要求。

单车型低地板有轨电车旋转止挡布置方式研究

单车型低地板有轨电车近年在城市轻轨交通建设中得到广泛应用。旋转止挡作为低地板有轨电车的常用部件,可以限制车体与转向架之间的相对摇头角度范围,其设计方案对车辆通过小半径曲线线路时的运行姿态与动力学性能均具有较大的影响。确定旋转止挡在转向架上的布置方式是对其进行结构与力学性能设计的基础。目前有关旋转止挡的研究较少,并且尚未关注旋转止挡的布置方式及其影响。针对采用不同旋转止挡布置方式的单车型低地板车辆,提出了综合考虑车辆限界与动力学性能要求的旋转止挡间隙优化方法,研究了不同旋转止挡布置方式对有轨电车动力学性能的影响,提出了在保证车辆限界校核结果相当的情况下,可以使车辆动力学性能更优的止挡设计方案。研究结果表明,车辆通过小半径的S形曲线线路时,随着旋转止挡间隙的减小,车辆更加容易满足限界要求,但是车辆的曲线通过安全性有所降低;在设计条件允许的前提下,综合考虑车辆的限界与动力学性能要求,旋转止挡横向布置方式更适用于单车型低地板有轨电车;若受限于设计条件,旋转止挡需要采用纵向布置方式时,可以通过对二系横向止挡进行调整优化,获得动力学性能更优的车辆设计方案。

70%低地板转向架二系起吊止挡结构改进

一种70%低地板转向架二系起吊止挡,在厂内静压试验后,发生多起螺栓松动问题。本文对发生止挡螺栓松动的原因进行了分析,并进行了止挡结构改进。通过对新旧两种结构的止挡进行冲击和保载试验比较,验证了新结构良好的防松效果。

重载机车二系横向止挡纵向间距对车钩受压稳定性的影响

针对摩擦式车钩受压偏转行为,分析了重载机车二系横向止挡纵向间距对车钩偏转角的关系,通过建立由2台8轴重载机车、1台虚拟货车与4组缓冲器具有迟滞特性的摩擦式钩缓系统组成的列车动力学模型,研究了制动条件下机车二系横向止挡纵向间距对车钩稳定性能与列车运行安全性能的影响规律。计算结果表明:二系横向止挡纵向间距对车钩受压稳定性能及列车运行安全性有重要影响。在500 kN压钩力作用下,当二系横向止挡纵向间距为10 m时,车钩最大偏转角和车体横向错位分别为10°和60 mm,列车安全性指标超出安全限值;当二系横向止挡纵向间距增加至14 m时,车钩最大偏转角和车体横向错位分别减少了70%和67%,列车安全性指标远低于安全限值。在机车设计中,应该适当地增加二系横向止挡纵向间距提高制动条件下列车安全运行性能。

铁路落下孔车横向止挡载荷监测技术与安全评估

铁路超限运输线路条件复杂、货物载重大、安全风险高,针对货车在行经曲线线路时的横向动载荷安全问题,开展落下孔车横向止挡载荷监测技术与安全评估研究。通过在钢挡与木挡间增设载荷感知元、传力螺杆与预压螺母,研发预压力可调的货车钢木止挡横向载荷监测装置。建立曲线通过的货车侧向受力理论模型,结合列车运行速度、线路曲线半径与超高等参数,对横止挡载荷大值点及出现位置进行理论分析与试验验证。构建货物横向稳定性理论计算模型,考虑横向惯性力、摩擦力、风力对止挡结构的横向载荷进行安全评估,提出由线路参数、限速条件为输入的货车横向止挡载荷预测模型。研究结果表明:超限专列运输全程的最大横向载荷监测值为66.1 kN,低于理论安全载荷162.1 kN,满足安全指标。经理论分析,由于曲线通过时列车限速导致离心力偏小,横向载荷均出现在内轨侧止挡结构,与线路实测结果相吻合。建立的钢木挡横向动载预测模型可为后续超限专列的横向止挡结构设计、强度校核与安全评估提供科学依据。

单轨止挡橡胶开裂故障分析及改进措施

针对单轨止挡橡胶开裂的故障问题,从止挡橡胶受力、刚度性能、轨道不平顺以及胶料性能、金属骨架表面处理、脱脂涂胶硫化等生产过程和加工工艺因素等方面进行原因分析,并提出添加补强剂、加大金属骨架表面机械喷砂力度、改进模具结构等改进措施。