轨道车辆底架设计常用标准与方法研究

论述了轨道车辆底架在设计的过程中需要遵循的标准和因素。首先,根据不同的标准体系介绍了国内外常用的设计标准,包括结构、焊接、耐撞性、材料、公差等不同方面的要求;其次,将国内外主流轨道车辆的底架材料进行了分类,对碳钢、不锈钢、铝合金以及碳纤维复合材料的不同应用场景进行了讨论;随后根据材料的差异,总结了板梁拼焊、型材2种不同的结构以及焊接、螺栓连接、铆接和粘接等常用的结构连接方式。文章归纳了底架设计中的常用因素,对未来底架设计的流程化、高效化起到了重要作用。

城市轨道交通列车碰撞动力学参数对爬车行为的影响

[目的]为了加强城市轨道交通列车在运行过程中的被动安全性设计能力,需要研究列车碰撞动力学参数对爬车行为的影响。[方法]基于车辆-轨道耦合碰撞动力学模型、Hertz接触理论及刚体非线性连接模型,搭建了列车碰撞三维动力学仿真平台。选取速度、加速度和轮对最大抬升量作为对比参数,采用列车碰撞有限元模型来验证列车碰撞三维动力学模型的精度。基于所建立的仿真平台,选取列车结构中的部分重要参数,研究其对轮对抬升量的影响。筛选出吸能防爬装置,头车和中间车的车钩等的安装点(以下简称“安装点”)至车体质心垂向距离、车体质量、车体质心高度、二系悬挂装置垂向刚度及一系悬挂装置垂向刚度共5个敏感度较强的参数,并对其进行列车碰撞动力学敏感度分析。[结果及结论]通过列车碰撞有限元模型,验证了列车碰撞三维动力学模型的精度满足要求。列车碰撞动力学敏感度分析表明:当参数比率在0.8~1.0范围内变化时,5个敏感性参数的排序依次为二系悬挂装置垂向刚度、车体质量、车体质心高度、安装点至车体质心垂向距离、一系悬挂装置垂向刚度;当参数比率在1.0~1.2范围内变化时,上述参数的排序依次为一系悬挂装置垂向刚度、安装点至车体质心垂向距离、车体质心高度、车体质量及二系悬挂装置垂向刚度。

城市轨道车辆铝蜂窝浮筑地板的应用与维护

在城市轨道交通车辆轻量化的大背景下,铝蜂窝浮筑地板结构凭借其较高的刚度质量比、优异的稳定性、足够的强度以及良好的隔音隔热性能,成为城市轨道交通车辆最常见的内部地板结构之一。本文介绍了铝蜂窝浮筑地板的结构形式、各组成部件的性能特点、隔音隔热方面的优点,以及整个浮筑地板结构在车辆全寿命周期内的使用维护和后续更换过程中的注意事项。

城市轨道车辆内装轻量化新材料的应用分析

城市化发展过程中,轨道交通的发展速度也在这一阶段有着明显的提升。作为车辆中最重要的组成部分之一,车辆内装需要选择更加轻量化的材料,才有利于车辆在行驶过程中更加安全、更加节能且环保,这对城市轨道交通的设计者以及生产者而言就显得更为重要。为此,我们了解轻量化材料在城市轨道交通车辆中的应用则显得尤为重要。

考虑杆件尺寸相关性的受电弓运动可靠性分析

为分析杆件尺寸参数的关联特性对机构运动可靠性的影响规律,提出一种基于Cholesky法则的机构运动可靠性分析方法。首先,根据机构运动学原理构建机构运动学方程;其次,结合有效长度理论,建立考虑运动副间隙的杆件有效长度模型,在此基础上,引入Archard磨损模型量化运动周期对杆件有效长度的影响,通过蒙特卡罗法获取不同运动周期下的杆件尺寸样本数据并计算样本相关系数,进而利用Cholesky法则完成不同运动周期下的杆件样本数据重构,并结合可靠性理论对机构运动可靠性进行评估;最后,以受电弓机构为例,验证了所提方法的有效性。计算分析结果表明:杆件样本数据关联性由于运动副间隙的存在而增强,并随运动副间隙的增加愈加显著;与传统分析方法相比,基于Cholesky法则的机构运动可靠性指标存在一定程度降幅,能够为实际机构可靠性评估提供更为安全的参考价值。

基于轨检车柴油发电机组吊座筋板的优化

针对某型轨检车车下个别柴油发电机组特殊油箱吊座模块在仿真计算的过程中出现局部静态应力超出材料许用应力问题,从结构和材料两个方面对该吊座提出了3种优化方案,通过CAE静强度仿真计算并结合屈服安全系数判定方法,得出优化方案3的屈服安全系数为1.586,其值大于1.15,其结构更加合理,为以后类似结构的优化设计提供了一定的参考。

基于SimSolid的转向架构架稳健可靠性评估

针对传统转向架构架可靠性评估建模成本高及贫样本条件下概率分布特征值难以获取的问题,提出了一种基于无网格分析技术的转向架构架稳健可靠性评估方法。首先,利用SimSolid模块建立构架的分析模型并获取不同工况下的分析结果;其次,将结构应力作为区间变量,采用6σ原则确定应力区间的变化范围,在此基础上,利用区间理论描述结构应力非概率特征值,结合可靠性理论建立结构稳健可靠性指标;最后利用所提方法对构架的静强度及疲劳强度进行可靠性评估,并将结果与传统有限元法进行对比。结果表明:利用SimSolid对构架结构强度分析时,能够在保证精度的前提下降低建模时间成本;提出的稳健可靠性评估方法可以在样本概率特征值未知的条件下为构架的设计与制造提供重要的参考依据。

基于响应面的地铁列车吊装设备结构稳健性设计

为提升底架吊装结构在运行工况下的稳健性,提出一种基于响应面的结构稳健性设计方法。首先,基于结构组成及连接方式,对几何模型进行简化,进而结合有限元理论,构建吊装结构有限元模型,其次,计算吊装结构在运行工况下的静强度响应,基于恶劣运行工况对有限元模型进行参数化处理,进而开展底架吊装结构试验设计,结合试验设计过程及最小二乘法原理,构建吊装结构最大应力与不确定性因素的响应面模型并对其精度进行验证,在此基础上,结合结构稳健性设计方法,构建底架吊装结构稳健性设计模型,最后,以某型号底架吊装结构为研究对象,对所提方法进行验证,分析结果表明,构建的响应面模型能够合理体现吊装结构的应力波动趋势,经稳健性设计后吊装结构的应力标准差缩减至3.55,结构可靠度提升至0.99,该结果可为吊装结构的稳健性能提升提供参考意义。

基于证据理论的吊装结构可靠性分析方法

为合理分析底架吊装结构的工作可靠性,提出基于证据理论的吊装结构可靠性分析方法。首先,基于证据理论信息合成原理,结合结构可靠性分析方法,给出了基于证据理论的结构可靠性分析流程;其次,以吊装结构冲击载荷静强度分析结果为基础,分别将结构静强度及板件厚度作为系统输出及输入,在此基础上,开展底架吊装结构试验设计,并依据灵敏度分析结果筛选最终系统输入因素,进而统计各因素及性能输出的所属区间,完成结构性能安全区间及单源信息区间映射;最后,利用Dempster合成法则对底架吊装结构进行可靠性分析。分析结果表明:底架吊装结构的可靠度为0.999986,在验证了所提方案合理性的同时,为其他车辆结构部件可靠性分析提供了参考。