高速列车车下悬挂结构优化设计方法

基于CRH3高速动车组运营过程中车下设备舱支架故障,从车下设备舱系统与列车各系统之间、与外部运行环境之间的耦合匹配关系人手,综合在线动应力测试、空气动力学压力测试、振动模态测试和数值仿真等技术,对车下设备舱系统功能、结构及安全可靠性进行了系统地研究,提出了结构失效原因、结构新方案仿真计算、样件线路运行试验、结构可靠性评估的优化设计方法．     

基于IIW标准的提速客车转向架焊接构架疲劳寿命预测

基于线路动应力测试得到的动应力谱,考虑焊接结构的特殊性,以国际焊接学会IIW标准中疲劳设计规范提供的焊接接头S-N曲线数据库为依据,利用Palmgren-Miner累积损伤法则,对某提速客车转向架焊接构架进行了疲劳寿命预测.预测结果与疲劳试验机的试验结果对比表明,基于IIW的疲劳寿命预测方法有推广价值.     

基于IIW标准的提速客车转向架焊接构架疲劳寿命预测

基于线路动应力测试得到的动应力谱,考虑焊接结构的特殊性,以国际焊接学会IIW标准中疲劳设计规范提供的焊接接头S-N曲线数据库为依据,利用Palmgren-M iner累积损伤法则,对某提速客车转向架焊接构架进行了疲劳寿命预测.预测结果与疲劳试验机的试验结果对比表明,基于IIW的疲劳寿命预测方法有推广价值.     

CRH5J综合检测车轨道几何检测设备吊装梁结构设计及强度分析

介绍了CRH5J综合检测车轨道几何检测设备吊装梁(以下简称轨检梁)设计研究过程,并对其中关键技术进行了系统分析,采用有限元仿真分析技术对轨检梁结构进行计算,对载荷工况组合进行疲劳强度评估.最后,通过动应力跟踪试验和线路运用考核验证了该轨检梁的可行性与可靠性.     

时速250km动车组设备舱裙板气动载荷线路测试分析

为制定时速250 km速度等级动车组设备舱裙板气动载荷谱,通过对实际运行中的时速250 km等级动车组设备舱裙板气动载荷开展线路测试研究,并将全线所有列车通过隧道、列车明线交会工况集中起来统计分析,得出了设备舱裙板各测点内外压差的最大值、最小值和峰峰值的统计分布规律.经分析,列车隧道通过、隧道交会、明线交会时,设备舱裙板各点绝对压力的有不同特征;设备舱裙板气动载荷压差峰峰值最大不超过1500 Pa,该值可作为时速250 km速度等级列车设备舱裙板静强度载荷设计输入参考值;压差峰峰值主要集中在1000 Pa左右,该值可以作为时速250 km等级动车组设备舱裙板气动载荷疲劳设计输入参考值.     

高速动车组设备舱模块进风口流量分布试验研究

本文针对CRH380BL高速动车组EC01车牵引变流器、EC01车电机、TC02车主变压器这三个设备舱模块的进风口流量分布特性,进行了各种不同速度等级下的进口风速测试分析,同时通过高速动车组在线线路试验．对获得的数值计算分析结果进行准确性和科学性试验验证,从而掌握了设备舱模块进风口流量分布规律,为指导动车组进一步优化设计提供了有效的理论和试验双重支撑：（1）相对于进风口边缘部位和来流方向靠后部位．进风口中间部位的进风量均较多;（2）EC01车作头车运行时,设备舱模块进风量较大;而作尾车运行时,进风量相对较小;（3）EC01车作头车、尾车运行时,TC02车主变压器进风量均大于EC01车电机进风量。     

基于实船测试的散货船舱段直接计算方法研究

在实船测试的基础上,对测试船舶建立舱段有限元模型.按照实船测试时的海况对舱段模型施加相应波浪载荷.提出了用舱段两端独立点A、B支反力等效舱段两端的剪力的方法.将仿真结果与实船测试应力值进行比较,在4波谷工况下仿真结果与实船测试值吻合较好,验证了舱段仿真结果的准确性,同时验证了支反力等效剪力的有效性.     

基于实测载荷谱的ATP天线梁随机振动疲劳分析

为提高某地铁转向架ATP天线梁结构疲劳寿命,对天线梁结构进行随机振动疲劳分析.依据某地铁天线梁的动应力测试数据,并结合部件焊接接头的S-N曲线,研究天线梁结构的疲劳寿命;建立天线梁结构的有限元分析模型,并在实测载荷谱作用下,对天线梁结构进行随机振动分析与疲劳寿命预测,分析结果表明:天线梁疲劳薄弱部位与基于在线动应力测试的结果一致,不满足设计要求;依据随机振动疲劳分析优化的新型天线梁结构经过线路测试与分析,其结构满足350万公里的运营要求.     

高速动车组设备舱支架结构抗疲劳性能研究

应用有限元分析软件ANSYS对两种设备舱支架结构进行静力仿真分析,获得了不同气动载荷工况下的支架结构应力响应情况,仿真结果表明：裙板气动载荷对支架结构的应力影响大于底板气动载荷;方案二支架结构改进处焊缝的应力情况得到明显改善.在时速330 km/h的情况下,测试了两种支架结构焊缝关键部位的动应力.采用雨流计数法编制了各测点的八级应力谱,并采用Goodman公式进行了对称化修正.结合材料的S-N曲线和Miner线性疲劳累计损伤理论计算了各测点的等效应力幅.对比计算结果表明,方案二支架结构的抗疲劳性能优于方案一.     

横风条件下高速列车车下设备舱温度场分析

高速列车运行过程中,设备舱内发热设备工作,产生大量的热量.对某型号高速列车车下设备舱长期温度跟踪监测数据进行分析,选取合适试验数据为边界条件,基于三维非定常不可压缩N-S方程和k-ε两方程湍流模型,在横风环境中不同环境温度下用FLUENT对时速350 km/h的高速列车进行车下设备舱温度场仿真.通过对比试验数据和仿真结果,获得置信度较高的数值仿真模型.结果表明:横风来流侧通风格栅位于一位端时通风散热效果更好;在发热设备附近增加通风格栅数量和对称布置通风格栅更有利于车下设备舱通风散热;获得横风条件下车下设备舱温度分布规律,为车下设备的合理布局提供参考.     

提速客车转向架构架动应力频谱特性分析研究

以ＣＷ－２００型转向架为研究对象，根据提速试验时的动应力实测数据，对构架动应力的频谱特性进行了分析研究。首先根据各测试点的动应力测试结果整理得到构架动应力较大的部位，然后分析了不同速度速度、不同路况条件下这些部位频谱特性的变化规律；同时，采用有限元方法计算了构架在弹性约束下的模态，并对构架的应力响应与结构动态特性之间的内在联系进行了初步探讨。     

高速铁路钢轨动应力测试分析

介绍了在秦沈客运专线综合试验段上进行的钢轨动态应力测试,通过现场测试和数据分析得出高速列车荷载作用下钢轨动应力随行车速度增加的变化规律和钢轨动力系数的计算公式,以及线路的平顺性状况。     

基于应变模态的车轴动应力仿真计算

基于动车组的动车车轴和拖车车轴的应变模态分析结果,结合线路实测数据,运用模态叠加法对动车组车轴进行了动应力的仿真计算,得出了两种车轴上相应测点的应力时间历程,并与线路测试数据进行了比较．结果表明：经过仿真计算得到的测点应力时间历程与实测结果比较吻合,从而验证了将应变模态与测试数据结合计算动应力的可行性,可以进一步开展疲劳强度分析．     

铁路货车车体线路动态响应仿真与验证

针对大系统仿真分析方法与试验结果出现偏差问题,基于实际线路测试数据,以车体子系统为仿真对象,辅助于模拟台架的试验数据,建立了26个自由度的多体仿真模型,实现了车体线路动态响应的仿真计算. 结果表明:摇枕垂、横向加速度响应结果仿真与试验RMS （root mean square）误差最大值为9%. 在1.5～15.0 Hz主要频率段,车体枕梁垂、横向振动加速度的试验结果和仿真结果的RMS误差低于8.57%,车体关键焊缝仿真与试验的动应力响应波形基本一致. 通过与试验结果的对比验证,仿真结果基本反映了车体在实际线路运行时的动态响应情况.      

高速列车齿轮箱箱体动应力影响规律

通过线路测试研究了列车运行速度、线路条件与车轮镟修对齿轮箱箱体动应力的影响规律, 结合轴箱振动加速度分析了箱体动应力的变化规律。研究结果表明: 齿轮箱箱体动应力与轴箱垂向加速度的幅值谱基本一致, 主频均为570 Hz, 反映了箱体动应力水平与轮轨相互作用产生的高频激励密切相关; 列车运行速度由200 km·h-1增大到300 km·h-1时, 齿轮箱箱体的应力幅值呈现增大趋势, 尤其在箱体开裂的齿面检查孔位置, 其等效应力由5.56 MPa增大至16.67 MPa, 增大约2倍; 轨道磨耗造成的不平顺对列车轴箱和齿轮箱箱体的振动具有较大的影响, 列车由磨耗线路运营至打磨线路时, 轴箱高频阶段振动幅值水平明显降低, 箱体关键点的等效应力由16.26 MPa减小到10.16 MPa, 减小38%;车轮高阶多边形在列车高速运行时(300 km·h-1) 产生的高频(550~650 Hz) 激扰造成箱体高频振动和动应力、等效应力大幅提升, 箱体关键点的等效应力在镟轮前后由17.45 MPa减小到8.56 MPa, 减小51%。可见, 轨道打磨与车轮镟修均改善了齿轮箱箱体的受力状态, 因此, 选择合理的轨道打磨和轮对镟修周期可有效延长齿轮箱箱体的疲劳寿命。      

提速货车转向架交叉支撑装置寿命的研究

通过动应力测试得到交叉支撑装置疲劳薄弱部位在线路运行中的应力谱，从而识别出提速货车交叉支撑装置在运用工况下的载荷，为其室内疲劳试验加载提供依据．根据疲劳薄弱部位在室内疲劳试验中的应力谱及该部位典型接头的S—N曲线，按照疲劳损伤等效原则建立交叉支撑装置的寿命预测模型，得到了交叉支撑装置实际运用寿命与室内疲劳试验加载循环次数的关系．     

机车车辆车体结构动应力计算方法

为了提高机车车辆的疲劳寿命,优化其结构设计,提出了基于多系统仿真模型和有限元方法的动应力混合计算方法,计算了机车车辆车体结构的动应力。建立以车体为核心的机车多体系统仿真模型,并进行动力学分析,获得关键位置的载荷时间历程。通过有限元准静态应力法,计算了车体结构的准静态应力影响因子。通过载荷时间历程和对应单位载荷作用下的应力影响因子的相互相乘叠加求和计算,获得车体结构在随机动载作用下的应力历程,对实际线路车体结构动应力测试结果和刚性车体与柔性车体的仿真结果进行了对比。对比结果表明:其误差分别是2.462%和7.258%,说明此计算方法计算精度高。     

提速货车转向架交叉支撑装置动载荷分布研究

交叉支撑装置是提速货车转向架的关键部件之一。本文在动应力测试、载荷识别的基础上，对实测的数据进行了统计分析，对母体特征作出了统计推断，结果表明在既有线路上实测的交叉杆4种载荷均服从威布尔分布，从而为交叉支撑装置的疲劳可靠性评估提供了依据。     

行车荷载影响深度试验研究

行车荷载影响深度的确定对于减小动荷载影响,控制工后沉降具有极其重要的意义。通过埋设动土压力盒进行了现场测试,对数据进行处理分析得到动应力大小与深度关系,据此确定了动荷栽影响深度,同时对动应力及动荷载传递性质进行了较为深入的研究。     

基于冲击激励的支架结构参数研究

针对某铁路动车设备舱支架经常出现断裂的现象,对支架的结构特性进行了研究,以脉冲信号对结构进行激励,结合模态识别理论,估计支架响应的频响函数．通过相干函数,验证试验结果的有效性,结合识别设备舱支架结构横向、纵向、垂向模态共振频率,比较不同结构支架的振动特性．改进后的设备舱支架2的横向、纵向、垂向固有频率均得到提升,且不易于车体弹性模态耦合,能有效避免断裂．