地铁转向架摇枕抗疲劳设计方法研究

基于转向架承载特征,确定了摇枕结构疲劳强度分析载荷,获得了结构在各计算工况下的应力分布,计算焊缝坐标系下的应力分量。根据DVS 1612标准提供的方法,确定了各应力分量的材料利用度和综合材料利用度,评估了摇枕结构的疲劳强度。分析结果表明,横向止挡座与摇枕下盖板间焊缝的疲劳强度主要受垂直于焊缝方向的应力影响,其余应力分量对结构疲劳强度的影响较小。结构强度试验验证了抗疲劳设计方法的有效性。     

铰接式转向架构架疲劳强度算法优化研究

基于DVS 1612标准,提出一种基于主应力和最大剪应力的疲劳评估修正算法,并针对某转向架构架进行焊缝疲劳强度评估。该修正算法计算结果比DVS 1612标准算法结果更加保守,且误差不超过15%,准确性介于DVS 1612标准算法与商业软件LIMIT算法之间,但该算法可大幅地降低计算规模与计算时间,具有一定的工程应用意义。     

不同焊缝简化方式下的多轴疲劳评估对比分析

为研究仿真中不同焊缝截面几何形状对所形成的焊接应力的影响,文章基于DVS 1612:2014及EN 15085-3:2007标准,针对转向架制动座角焊缝设立了三角形截面与底部凹槽两种结构方式,通过结构组合建立不同的焊缝模型,并分别进行静强度校核和多轴疲劳评估。结果表明:有三角形截面的焊缝模型,其多轴材料利用度相对无三角截面的焊缝模型最大增加25%;有底部凹槽的焊缝模型,其多轴材料利用度相对无底部凹槽的焊缝模型最多减小13%,且制动座静强度及疲劳强度满足要求。     

基于不同评价标准的受电弓上臂焊缝疲劳强度研究

针对CED300型受电弓,进行疲劳强度研究,采用ANSYS软件为计算工具,基于DVS 1608标准方法和ERRI B12/RP17报告提出的多轴应力向单轴应力转化方法实现对受电弓上臂焊缝疲劳强度的评价。对两种方法的评价结果进行分析,找出上臂的危险焊缝,为今后该型受电弓局部结构优化提供理论依据。     

动力集中型动车组动力车车体强度分析

对某动力集中型动车组动力车车体进行结构强度分析,利用HyperMesh12.0软件建立车体有限元模型。依据UIC 566和EN 12663-1/2010标准确定车体的静强度载荷工况和疲劳强度载荷工况,基于von Mises应力评估车体结构静强度;根据DVS 1612标准的焊接钢结构疲劳强度方法评估车体的疲劳强度;在ANSYS软件中采用Block Lanczos法,对不带顶盖车体进行结构自由模态分析,评估车体刚度情况。通过对车体结构进行计算分析,动力车车体结构的设计满足强度和刚度相关要求。     

铁道车辆车体焊接结构疲劳强度分析方法与可视化研究

车体是铁道车辆的承载骨架,其强度可靠性对车辆的安全运行有着重要的影响。文章根据焊接结构疲劳失效的特点,基于DVS 1608-2011和DVS 1612-2014等标准的焊接结构疲劳强度分析方法对车体结构进行疲劳强度分析,并在车体结构强度分析结果数据处理中引入结构材料利用率云图,实现结构安全性分析结果的可视化,使车体强度分析的结果更直观和全面。结果表明,该分析方法及可视化手段能直观、准确地反映车体结构的疲劳强度储备情况,保证轻量化设计车体结构的疲劳强度。文章的分析对铁道车辆车体焊接结构设计具有一定的工程指导意义。     

转向架构架局部结构优化与轻量化研究

降低结构的应力集中效应、改变结构几何形状和减小结构几何尺寸是实现转向架焊接构架轻量化和提高疲劳强度的有效途径。文章以某转向架构架结构为例,基于DVS 1612标准的结构疲劳强度评估方法和规定的焊接接头质量等级,采用对结构高应力集中效应区域进行局部焊接接头优化和局部结构形状优化,将焊接构架抗侧滚扭杆安装座与侧梁下盖板连接焊缝的疲劳强度材料利用度由大于1.773分别降低到0.704和0.871,同时实现了侧梁下盖板、辅助纵梁内外立板板厚的减小以及横梁钢管壁厚的减小,满足疲劳强度的前提下,实现了构架轻量化与局部结构优化的目标。     

动车组变压器柜体的结构强度仿真分析

为评价某动车组变压器柜体的结构强度,文章详细介绍了车辆设备的结构强度评价方法,并基于EN 12663-1:2014标准规定的静载荷工况和疲劳载荷工况进行了仿真计算。采用材料利用系数评价变压器柜体的静强度安全裕量,利用VDI 2230-1:2014标准提供的7个安全系数指标评价螺栓连接安全性,利用DVS 1612:2014标准提供的许用疲劳强度值和焊缝疲劳强度利用系数评价变压器柜体的焊接疲劳性能,采用模态分析得出的固有频率和模态振型特征评价变压器柜体的刚度。结果表明,变压器柜体的结构强度满足标准要求,且具有较高的固有频率,可以规避车体低频振动带来的影响。     

基于热-结构耦合的机车整体式车轮疲劳强度分析

车辆紧急作用下,复杂机械和热载荷会造成车轮结构破坏失效,基于热-结构耦合理论及采用有限元数值仿真分析方法,分析其对整体式车轮结构的机械强度和疲劳强度的影响,并分析对比纯机械载荷和热-结构耦合载荷两种作用下对车轮结构强度的影响,采用单轴及多轴疲劳准则进行疲劳强度评估。结果表明:紧急制动20 s时,踏面温度达到最大151.8℃;制动热载荷是引起踏面及辐板等效应力增大的主要因素,热-结构耦合载荷比纯机械载荷辐板处产生的最大等效应力超出40%左右;多轴Dang_Van疲劳准则更适合应用于车轮辐板的评定,制动热负荷会造成局部结构疲劳强度波动较大,引起车轮的突然破坏。     

转向架焊接构架名义应力容许疲劳强度数据构建研究

针对DIN 15018、DVS 1612和IIW-1823-07提供的名义应力容许疲劳强度数据,对其在缺口等级划分、平均应力修正、极限容许应力确定及母材强度等级影响等方面的差异进行系统对比。分析表明,DVS 1612对缺口等级的细分程度高,与现行焊接标准的关联性强,采用的平均应力修正方法保守简洁,对极限容许应力的规定合理。为此,基于DVS 1612的缺口等级划分,根据Q345钢的机械性能确定极限容许应力,同时参考IIW-1823-07中S-N曲线的相关参数,构建出适用于Q345钢母材及焊接接头的Haigh图和S-N曲线,可分别用于我国焊接构架的耐久极限法和累积损伤法疲劳分析评定。