基于VDV152-2016的低地板车辆构架载荷研究

介绍了最新颁布的城市轨道车辆的强度设计规范VDV 152—2016,分析对比了VDV 152和标准EN13749中有关低地板车辆强度载荷的区别。基于VDV152—2016对某型100%低地板车辆非动力转向架构架进行了静强度和疲劳强度有限元分析计算。计算结果表明,该低地板车辆构架满足VDV 152—2016对静强度和疲劳强度的安全评估要求。     

低地板车辆轴桥的强度计算与评定

简要介绍了低地板车辆轴桥的结构特点及重要性,参考EN 13104、EN 13979、EN 13749等标准,对极限工况和运行工况下的轴桥进行载荷计算,并采用有限元方法对轴桥的静强度和疲劳强度进行计算,得到最大Von Mises应力和Goodman疲劳评定图,分析结果表明轴桥结构满足静强度及疲劳可靠性要求,该受力计算方法对同类产品有一定的参考价值。     

高速动车组焊接构架多轴疲劳强度评估

焊接构架作为高速动车组的关键承载部件,所受载荷复杂,采用传统的单轴疲劳评估方法确定其安全可靠性的方法过于保守。为更好的反映焊接构架在实际运营过程中所受的多轴应力状态,提高焊缝区的有限元分析结果精度,以某型高速动车组焊接构架为例,基于最大主应力法将多轴应力状态转化成为单轴应力,采用修正的Goodman-Smith极限图评定了构架的疲劳薄弱区。在此基础上,引入安全裕量参数,采用Crossland和Papadopoulos多轴疲劳准则对疲劳最薄弱的转臂定位座焊缝区进一步评定,分析结果表明,焊接构架安全系数均大于1,满足疲劳强度要求,且采用Papadopoulos准则所得结果较Crossland准则所得结果保守。     

在役桥、门式起重机金属结构的疲劳检测与疲劳寿命估算

采用有限元结构分析软件，运用数学分析方法找出各种应力的危险部位。对桥、门式起重机金属结构的疲劳敏感区采用贴动态应变片的方法，进行额定工况下的应力跟踪。分别测出危险部位的应力状况；按照国家规范的要求，结合宏观检测数据及实际作业量计算，作出疲劳寿命年限估算，提供决策依据。     

基于ANSYS/FE-SAFE的高速动车组非动力车轴疲劳寿命分析

以CRH380B型高速动车组的非动力车轴为研究对象,开展高速动车组非动力车轴的疲劳寿命预测分析。采用有限元分析软件ANSYS建立轮对有限元模型,进行车轴危险截面处的应力分析;采用动力学仿真软件SIMPACK建立高速动车组整车模型,分析车轴垂向和横向载荷随时间的变化情况;采用疲劳累计损伤理论,以车轴的应力和载荷谱为输入,基于疲劳寿命专用仿真软件FE-SAFE对车轴进行疲劳寿命分析。结果表明:非动力车轴轮座内侧的过渡圆弧处为最大应力部位和危险部位,最大应力为122.01 MPa,疲劳寿命约为28.6a,均满足车轴静强度和设计寿命的要求。     

铁路客车车体疲劳强度仿真研究

在铁道车辆车体疲劳强度评估的方法中,数值仿真分析具有高效性和经济性的特点。车体疲劳强度数值仿真分析主要涉及疲劳载荷工况选取、车体结构规范建模、应力评估准则建立。文章在综合分析已有的车体结构疲劳强度分析标准和材料疲劳强度评价标准的基础上,归纳总结出2种车体疲劳强度评估的数值仿真分析方法,并给出了模型有限元单元大小15~20 mm的建议值以及相应的应力评价准则。     

用全尺寸疲劳试验进行铁路转向架疲劳设计评估

通过静载荷试验、疲劳试验和线路试验评估了电动车辆转向架构架的疲劳强度.对疲劳试验和线路试验中出现的应力历程的特征进行了评估,采用各种疲劳寿命评估方法对疲劳损伤进行了评估.试验结果表明,在载荷作用下,某些应变片测得的应力和应变按应变片所处的位置呈多轴状态.应根据位置和应力状态确定合适的疲劳评估方法.     

熔模铸造机车车钩工作应力与疲劳寿命仿真

为快速评估熔模铸造机车车钩性能,先对车钩材料取样测试获取材料性能参数;然后在ANSYS Workbench中分别对车钩3种典型受力和2种载荷谱下的静力及疲劳进行有限元分析。结果表明,机车启、停时车钩内最大应力分别为482.7 MPa和603.4 MPa,满足使用要求;采用重庆地铁3号线和大秦线载荷谱模拟,绘制出了重庆地铁3号线车钩的脉冲循环应力-疲劳寿命曲线,分析结果可以满足寿命要求。文章基于车钩材料性能测试和仿真分析,为熔模铸造车钩应力分布状态和疲劳寿命快速评估提供了便捷有效的方法。     

焊接转向架构架仿真分析及试验研究

介绍了新型转向架结构组成和构架材料选择,并依据EN 13749-2011标准相关内容,对新研制转向架构架进行有限元分析和强度试验;利用Hypermesh软件对构架三维模型进行离散化处理,对其进行有限元分析;采用一种新构架试验方法,在疲劳试验台进行静强度试验和疲劳试验;通过在试验过程中施加标定工况和正常运营工况载荷,监控构架和试验工装的状态。仿真分析和试验结果表明,新型转向架构架主体结构能够满足相关标准要求。     

动车组高压电连接器结构强度分析及验证（上）

动车组高压电连接器组件较多，组件之间的相互作用对电连接器整体结构强度有一定影响。为保证动车组高压电连接器的可靠性，应用ANSYS Workbench有限元仿真软件计算应力。计算结果表明：高压电连接器所有组件在静态载荷作用下受到的最大应力，均小于其材料屈服强度，整体结构满足强度要求。依据GB/T 21563—2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》要求，对高压电连接器开展振动和冲击仿真试验。仿真试验结果表明：在静态工况下，高压电连接器整体结构满足强度要求；在动态载荷作用下，高压电连接器能够抵御工作环境中振动和冲击应力的影响。     

动车组高压电连接器结构强度分析及验证（下）

动车组高压电连接器组件较多，组件之间的相互作用对电连接器整体结构强度有一定影响。为保证动车组高压电连接器的可靠性，应用ANSYS Workbench有限元仿真软件计算应力。计算结果表明：高压电连接器所有组件在静态载荷作用下受到的最大应力，均小于其材料屈服强度，整体结构满足强度要求。依据GB/T 21563—2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》要求，对高压电连接器开展振动和冲击仿真试验。仿真试验结果表明：在静态工况下，高压电连接器整体结构满足强度要求；在动态载荷作用下，高压电连接器能够抵御工作环境中振动和冲击应力的影响。     

城市轨道交通列车3次紧急制动工况下的制动盘热容仿真

城市轨道交通列车制动系统的设计需要满足3次紧急制动的需要,因此有必要对3次紧急制动工况下的制动盘热容量进行分析.基于有限元热机耦合仿真方法,通过建立的制动盘仿真模型,根据列车运行参数设置边界条件及仿真参数,利用有限元软件ANSYS计算得到瞬态温度场、应力场分布.仿真结果表明,基于ANSYS的有限元方法用于制动盘3次紧急制动工况分析的方法正确,根据设定的站间距分析的3次紧急制动工况下制动盘最高温度约293℃,最大应力约135 MPa,满足列车运行设计要求,可为制动盘的工程应用提供参考.     

铰接式动车组车体结构设计

为满足欧洲市场的需求，结合铰接式转向架的安装需求，全新研发了一种满足欧盟铁路互联互通技术规范（TSI）要求的铰接式动车组车体结构。通过优化力流传递路径，采用两级缓冲结构等措施降低了底架局部结构的应力集中，提高了底架承载能力。通过优化底架边梁型材断面，抗侧滚装置、抗蛇形装置通过螺栓直接与底架边梁连接，将以往项目由过渡安装座的焊缝承载优化为底架边梁母材承载，提高了连接可靠性。对车体进行了29个工况静强度计算，所有工况的计算应力均小于许用应力，在超载AW3工况下对车体施加1 500 kN纵向压缩载荷，最大应力出现在门洞下门角，计算应力为147.4 MPa，小于铝合金许用应力215 MPa。根据标准DVS 1608，对车体母材和所有焊缝进行了8种疲劳工况的评估，计算结果显示材料利用度均小于1，其中母材材料利用度最大为0.7，发生在侧墙上窗角，焊缝材料利用度最大为0.86，发生在端墙门槛与端墙立柱连接的焊缝处。对车体进行了16个工况静强度试验，所有测点的应力值均小于许用应力，且安全系数不小于1.24，留有较大的安全裕量。计算结果和试验结果说明该车体结构强度和疲劳性能满足设计要求，且有较大的安全裕...     

有限元分析在头罩粘接强度校核中的应用

通过对头罩粘接接头建立有限元仿真模型,分析了静态载荷、动态载荷、温差导致的热载荷、疲劳载荷四种工况下胶层产生的应力和应变,结合胶黏剂本身的特性,对粘接接头的安全性能进行评估,对轨道交通车辆部件粘接接头安全设计具有重要意义。     

轨道车辆典型抗侧滚扭杆系统疲劳应力分析测试研究

根据轨道车辆典型抗侧滚扭杆系统的结构和载荷位移情况,对扭杆系统进行受力分析和有限元分析,总结出扭杆系统疲劳应力分析和测试的方法。同时对扭杆轴中承受弯扭组合载荷的1、2区和承受纯扭转载荷的3区进行了应力测试,并与有限元应力分析结果进行对比,结果表明:该测试方法可以满足扭杆系统的疲劳应力分析和测试要求,应力测试结果与有限元分析结果误差在15%以内。     

整体锻造式低地板车辆轴桥有限元分析

轴桥作为低地板有轨电车连接独立轮对的关键部件,其静强度和疲劳强度直接关系到整车可靠性和安全性,因此有必要对轴桥结构强度进行深入研究,采用有限元方法对整体锻造式轴桥进行计算分析,结果表明,轴桥结构可以满足极限工况静强度要求和正常工况疲劳强度要求。     

一种轨道工程车转向架构架强度及模态分析

构架强度对轨道工程车辆的安全性、牵引力及运行品质有重要影响。采用ANSYS Workbench有限元仿真软件,在超常载荷、模拟运营与模拟特殊运营载荷工况下,对一种轨道工程车转向架构架进行静强度、疲劳强度评估计算与模态分析。计算结果表明,构架静强度、疲劳强度及模态满足TB/T2368—2005《动力转向架构架强度试验方法》和TB/T 1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》要求。     

跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命预测研究

为了验证采用计算机仿真分析跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命的可行性,建立了有限元分析模型,通过施加单位载荷,计算求得应力;分别将仿真分析得到的载荷时间历程和试验获取的载荷时间历程作为载荷激励,根据S-N曲线和Miner法则,结合疲劳分析软件Ncode对转向架构架进行疲劳寿命预测。基于仿真载荷时间历程的疲劳寿命为56.1年,基于试验载荷时间历程的疲劳寿命为62年,两种疲劳寿命分析结果相近,说明基于仿真进行疲劳寿命预测具有可行性。     

T·JK4加强型车辆减速器制动钳疲劳强度分析

计算分析了T·JK4加强型车辆减速器制动钳的载荷工况,用有限元分析方法对其进行了静强度分析,用ORE B12/RP17研究报告提供的方法将多轴应力转化成单轴应力后进行了疲劳强度分析,并对制动钳进行了疲劳强度试验.结果表明:试验结果和分析结果基本一致,制动钳的强度和疲劳寿命均满足要求.     

大轴重货车车轮热负荷下疲劳强度分析

随着车辆轴重的不断提高,车轮所承受的工作载荷显著增加,随之而来的车轮疲劳寿命下降将直接影响列车的安全运行。运用有限元分析软件ANSYS仿真分析长大坡道制动下车轮的温度场,根据国际铁路联盟标准UIC 510-5—2003确定计算载荷,计算了32.5 t轴重车轮在计算载荷工况下的应力场。将多轴应力状态转化为单轴应力状态,对车轮辐板进行疲劳强度评定。