京沪高铁接触网零部件疲劳试验条件研究

接触网零部件长期受各种随机载荷的影响,容易发生低周疲劳。本文针对京沪高铁接触网零部件的现状,利用弓网仿真建立某区间接触网模型,分析吊弦、支持与定位装置的工作载荷和位移分布,设计吊弦、支持与定位装置的疲劳试验条件,得出吊弦疲劳试验的加载范围、循环周期、幅值参数取值;支持与定位装置疲劳试验加载静态载荷后,再对定位点加载位移载荷,得到幅值周期的取值范围。     

车钩疲劳试验台预研究

在对国内外可用于车钩疲劳试验的疲劳试验机进行调查的基础上，通过对国内外车钩疲劳试验研究的概述，提出了我国建造车钩疲劳试验台的加载结构设计方案，并对车钩疲劳载荷谱进行了计算机程序化的预研究工作。     

广深港高铁接触网系统性问题及对策

简述了广深港高铁接触网存在的刚性绝缘吊弦缺陷，电连接、弹性限位定位器疲劳折断等系统性问题，围绕问题进行原因分析、试验，并提出改进措施。     

基于损伤等效理论的AC 25kV腕臂型支持装置疲劳程序谱编制

刚性接触网具有结构简单、载流量大、净空要求低等优点,已广泛应用于城市轨道交通中。疲劳程序谱是疲劳试验中加载于被测试结构上的载荷,随着刚性接触网零部件疲劳试验的推进,迫切需要制定针对刚性接触网零部件的疲劳程序谱。以AC 25 kV刚性接触网腕臂型支持装置为研究对象,基于疲劳损伤理论、雨流计数法及古德曼等寿命公式,通过损伤等效的方式将变幅应力循环等效为恒幅应力循环,给出以原始载荷谱中零均值应力最大幅值循环作为原始载荷谱的等效载荷谱的损伤等效方案,通过实际案例对载荷谱损伤等效方案进行有效性验证,基于载荷谱等效方案,得到AC 25 kV刚性接触网腕臂型支持装置疲劳程序谱。     

高速受电弓作用下接触网整体吊弦动态力研究

以我国高速铁路目前普遍采用的弹性链型悬挂接触网为研究对象,以现场测试得到的整体吊弦动态抬升量作为有限元仿真的初始载荷,运用ANSYS有限元分析软件建立接触网的有限元模型,模拟承力索、接触线和整体吊弦的安装施工过程。在此基础上,进行接触网的静态找形分析和和瞬态动力学分析,研究受电弓作用下整体吊弦的拉伸、压缩情况及动态力变化情况。结果表明:受电弓经过时,整体吊弦的动态力波动较大,约为其静态力的6倍;同一跨内,1~#和5~#整体吊弦的吊弦力波动最大,受压幅值最大,3~#整体吊弦的受压次数最多。     

一种接触网零部件寿命预测方法探讨

从材料、生产工艺、使用工况等角度分析整体吊弦使用寿命的基本影响因素。通过对未使用的新高铁整体吊弦进行振动疲劳试验,得到试验次数数据,预测其寿命;同时对使用中的旧整体吊弦进行振动疲劳试验,引入偏差修正系数K,计算剩余试验次数,预测其剩余寿命。该方法可为其他接触网零部件如悬吊零件、定位装置中的定位器等的寿命预测提供理论依据。     

基于微动理论的整体吊弦损伤机理及优化研究

基于高速铁路接触网整体吊弦的材料和服役工况,结合有限元分析以及试验分析,对整体吊弦的损伤机理进行分析。结果表明:整体吊弦钳压管的结构及压接方式存在不合理处,吊弦的断丝、断股是由于微动磨损和疲劳断裂共同造成的,其中微动磨损在吊弦的断裂中具有重要影响。经多方面考量,提出新型整体吊弦的优化方案,包括改进压接结构,增进吊弦线耐疲劳性,以及改进心形环的结构,避免与接触线吊弦线夹之间摩擦伤线,从源头上提升设计、施工、制造和运维质量,降低零部件失效概率,提高耐久性和可靠性。     

整体吊弦线心形环处断丝断股原因分析

整体吊弦在服役过程中在接触线吊弦线夹端的心形环处容易发生吊弦线断丝、断股现象。通过宏观观察、化学成分分析、微观断口分析、金相组织检测等手段，对整体吊弦的该种失效原因进行分析，结果表明：应力腐蚀疲劳是导致整体吊弦线发生断丝、断股的主要原因；在应力和腐蚀介质的共同作用下，吊弦线铜丝侧表面出现腐蚀坑，随后在交变应力及腐蚀介质的持续作用下发展成为疲劳裂纹源区，最终导致断丝断股。     

微型隧道管片力学性能试验台设计与研究

为满足微型隧道管片力学性能试验需要,设计制造了集载荷施加与数据采集功能于一体的微型隧道管片力学性能试验台。根据管片实际埋深及自身重力影响,可选择卧式或立式试验,兼容不同尺寸管片。设计了载荷模拟方案,利用环箍加载油缸实现水压模拟,利用水平及垂直加载油缸实现土压和地层抗力模拟。分析了试验台液压系统功能要求与工作原理,并进行详细计算与元件选型。设计了试验台数据采集系统,可采集应变、位移、环箍力、集中力等数据。实践证明应用效果良好。     

209系列转向架构架强度试验分析

结合209HS转向架构架强度试验，构架实际应用工况进行对比分析，建议研究静强度，疲劳强度试验时对构架各实际受力部位都加载的可能性，研究构架疲劳试验时多频率，多种载荷加载的可能性，研究增加构架可靠性试验的可能性。     

吊弦振动频率及幅度对疲劳寿命的影响分析

推导吊弦的振动方程,用数值方法求解振动方程,模拟位移,横截面作用力和弯矩的动态变化规律。根据吊弦的应力时程、利用MATLAB数值计算程序分析影响吊弦疲劳寿命的因素(如振幅和频率)。数值计算结果表明:吊弦疲劳寿命的对数值随着频率和振幅的增加呈现出线性降低的趋势。     

高速铁路接触网吊弦断裂电气因素研究

基于Carson理论建立简单链型悬挂接触网电流分布模型;结合铁路现场的实际供流数据,分别对受流点位于跨中和跨端2种情况下的接触网各导线实际受流情况进行仿真计算;基于电致塑性效应理论,采用对断裂吊弦进行SEM形貌分析、成分分析及对新旧吊弦的金相组织进行对比观察等试验手段,研究吊弦断裂过程中电气因素的作用机理。结果表明:在满足机车正常运行的条件下,吊弦在受电弓滑过其正下方瞬间处于电流过载状态,随后迅速衰减;断裂吊弦的表面和断口处均存在过载引起的氧化腐蚀现象;吊弦在电致塑性效应影响下会发生金相组织再结晶、材料变形抗力降低现象;电流过载引起的表面缺陷及电致塑性效应引起的材料变形抗力降低是加速吊弦疲劳断裂的重要原因。     

高速铁路接触网用锻造式无螺栓整体吊弦的设计开发

我国高速铁路接触网用整体吊弦组成零件较多，安装和维护存在诸多不便，本文针对现有整体吊弦的技术特点提出了一种锻造式无螺栓整体吊弦的设计。结合整体吊弦的工作特性和应用环境，通过对产品结构组成、设计原理、受力计算等方面的对比分析，该锻造式无螺栓整体吊弦具有组成部件少、重量轻、易成型、质量高、耐疲劳及滑移性能优、安装方便、免维护等技术特点，特别适用于自然环境恶劣、人烟稀少等运维难度大的地区。     

高铁用整体吊弦线体断裂原因分析

近年来,我国高铁用整体吊弦不断发生断裂情况,对机车安全运行造成一定的威胁。为研究目前高铁接触网系统中整体吊弦断裂的原因,避免高速铁路运输过程中由整体吊弦断裂带来的安全隐患问题,提高高速铁路运输效率,保障铁路运输安全,以A型铜镁合金绞线JTMH10型号高铁整体吊弦为研究对象,采用静力学仿真分析、断口形貌观察、化学成分检验等方法分别研究应力集中、摩擦磨损、低周疲劳、电致塑性效应、受力拉伸、环境腐蚀、材料本身缺陷等因素对线体断裂的影响。试验结果表明,高铁吊弦线体的断裂是由多种因素同时作用、各因素之间相互影响的结果。     

单侧节点加载扣件系统疲劳试验研究

施加循环载荷的扣件系统疲劳试验是安全性能判定中最关键的试验。本文对单侧节点加载扣件系统疲劳试验进行了研究,重点通过分析单侧节点加载方法,考察疲劳试验过程中加力杆长度对扣件系统承载的影响,同时进行疲劳试验验证,并与双侧节点加载方法进行比对。研究结果表明,相对双侧节点加载方法而言,单侧节点加载方法对荷载的施加更容易控制,适当缩短加力杆的长度对扣件系统受力影响并不显著,不仅占用的试验设备资源少,而且能够获得合理的试验结果,该研究成果进一步完善了扣件系统疲劳试验标准。     

铁路机车车辆用车轴疲劳强度的研究

机车辆用车轴实物疲劳强度的研究分三个阶段进行。本文介绍的是一阶段的研究成果，在调查了小型试样变载荷疲劳试验结果和新干线电动车车轴实际工作应力的基础上了固定载荷幅值的大型疲劳试验机，并设计了变载荷加载装置，文中列出了该装置的技术规范。     

基于有限元法的高速铁路接触网吊弦动态特性研究

以简单链型接触网为研究对象,利用有限元软件Ansys WorkBench对弓-网系统进行瞬态动力学分析,得到受电弓通过接触网一跨范围内的所有吊弦动态特性。结合吊弦的振动形变、压缩形变、弯曲特性及形变方向矢量结果对吊弦服役过程中典型故障进行逐一分析。结果表明,跨中位置的吊弦对垂向抬升更为敏感,其压缩幅值、反复弯曲频率及曲率均最大,伴随着表面超细晶导致的内外形变不协调情况,导致出现疲劳断裂、扭结、松弛和零部件松动等现象;跨端位置的吊弦对于水平方向摆动更为敏感,易与钳压管发生摩擦引发微动弯曲疲劳断裂从而加速裂纹萌生及断口扩展;吊弦形变速度矢量呈螺旋上升状态,并同时存在左旋与右旋情况,这是导致吊弦鼓包与开股的重要原因。     

弯矩作用下钢轨疲劳裂纹扩展行为研究

研究目的：车辆在运行过程中受到多种载荷的相互作用。在多种因素作用下，如车轮本身有不圆度；车辆在通过曲线段、轨缝、岔道时对钢轨产生冲击，不可避免车轮会对钢轨产生法向载荷，从而使得弯矩对疲劳裂纹的萌生和扩展产生影响。为研究弯矩对不同材料钢轨疲劳性能的影响，本文在NENE-2型微动实验机上，对U71Mn、PD32种材料钢轨在弯矩作用下的疲劳裂纹扩展性能进行试验研究，据此提出减缓钢轨疲劳损伤的措施。研究结果：分析研究和试验表明，疲劳裂纹从应力集中点首先开始萌生，其中主剪切应力占有重要影响；静载作用时裂纹扩展方向会发生大角度改向，而动态加载过程中疲劳裂纹扩展方向稳定；相同加载速率条件下，PD3钢轨疲劳裂纹较U71Mn钢轨更易萌生与扩展。为了防止和减缓钢轨的疲劳损伤，应根据线路的类型和钢轨的实际工作环境选择适合材料的钢轨，货运重载线路，选择较高机械强度的PD3钢轨；高速线路，选择U71Mn钢轨．     

车轮车轴疲劳性能测评技术（下）

介绍车轮和车轴疲劳试验内容、试验方法以及偏心共振法、悬臂梁法、拉压法的疲劳试验设备技术特点。在车轮、车轴疲劳性能台架试验验证方法研究中,分析载荷谱台架试验技术,基于车轮疲劳当量应力的车轮通道合并理论和基于车轴当量弯矩轮轨力的车轴通道合并理论,提出基于实测轮轨力-时间历程的车轮和车轴服役载荷谱编制方法。该方法可以用于机车车辆车轮和车轴新产品疲劳可靠性评定、性能验证以及线路服役条件下的性能模拟。为缩短试验周期,提出载荷谱等效强化方法,给出基于线路实测载荷谱的台架试验方法。     

车轮车轴疲劳性能测评技术（上）

介绍车轮和车轴疲劳试验内容、试验方法以及偏心共振法、悬臂梁法、拉压法的疲劳试验设备技术特点。在车轮、车轴疲劳性能台架试验验证方法研究中,分析载荷谱台架试验技术,基于车轮疲劳当量应力的车轮通道合并理论和基于车轴当量弯矩轮轨力的车轴通道合并理论,提出基于实测轮轨力-时间历程的车轮和车轴服役载荷谱编制方法。该方法可以用于机车车辆车轮和车轴新产品疲劳可靠性评定、性能验证以及线路服役条件下的性能模拟。为缩短试验周期,提出载荷谱等效强化方法,给出基于线路实测载荷谱的台架试验方法。