高速列车车轴强度计算方法对比分析

针对国内尚未制订高速列车车轴强度设计规范的现状,以中国某高速动车组动车车轴强度计算为例,分别采用日本和欧洲的高速列车车轴强度设计规范中的计算方法以及有限元仿真计算方法,对动车车轴的强度进行计算和对比分析.结果表明:3种计算方法计算得到的车轴强度安全系数均大于1,表明车轴强度符合安全要求;欧洲高速列车车轴强度设计规范考虑的载荷较为全面,与有限元仿真计算方法相比,计算结果偏于安全;但对于轮座部位,采用日本的车轴强度计算方法计算出的安全系数偏大,更为保守.     

高速列车车体强度计算方法对比分析

分析国内外高速列车车体强度规范中的计算方法,以国内某型高速列车车体强度计算为例,分别采用日本、欧洲以及我国的高速列车车体强度设计规范中的计算方法,对车体强度进行计算和对比分析,并提出了一套关于车体强度评定的工程方法,为车体结构设计和强度分析提供了可靠的理论依据。结果表明:3种规范下计算得到的车体满足强度要求;欧洲设计规范考虑的载荷较为全面,我国的车体强度计算方法计算出的安全系数较大,更为保守。     

日本和欧洲铁路车轴标准的比较

简要介绍日本和欧洲铁路车轴标准,从材料和热处理、应力计算方法、许用应力和安全系数等方面,比较日本标准与欧洲标准的异同点,指出在保障安全的前提下,优化车轴结构仍是发展方向。     

高速动力车转向架主要部件的强度计算

高速动力车转向架构架、车轴、车轮、轴箱、电机、万向轴、齿轮箱等是高速动力车转向架的主要关键部件。为了完成高速动力车转向架的设计任务，使高速动车车转向架设计得既轻巧又结实，必须对这些主要关键部件进行较精确的强度计算。本文用计算机辅助设计技术和有限元方法，对高速万向轴式动力车转向架的这些部件做了较详细的强度计算，得到了这些部件的应力场分布和安全系数。根据计算所做的强度校核，为高速万向轴式动力车转向架的     

高速动车用车轴的疲劳设计

长期以来，防止车轴疲劳破坏一直是人们研究的重要课题，本文就高速动车车轴的疲劳设计问题，叙述了日本与欧洲的设计思想，存在问题及具体设计方法、工艺措施等。     

确保新干线电动车车轴安全的措施

介绍了日本高速动车车轴的设计及检修方面的经验，重点从安全角度分析一同用空心车轴的安全性。     

新干线电动车组车轴疲劳强度设计方法和维修

介绍了日本新干线电动车组车轴疲劳强度研究的历史,以及解决疲劳强度的措施和方法,并同欧洲高速列车车轴进行了对比,指出在设计、制造、维修等方面积累经验和数据是防止车轴疲劳断裂的有效措施。     

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。     

高速动车转向架动力学性能SIMPACK仿真建模与分析

针对高速动车转向架动力学性能的影响因素缺乏综合分析,提出一种基于SIMPACK的高速动车转向架动力学性能仿真建模与分析方法。以高速动车安全舒适运行需求为目标,根据高速试验列车客车强度及动力学性能规范,构建高速动车转向架动力学性能评定的指标,并研究基于SIMPACK的转向架动力学性能仿真评价及其实现流程。以CRH2型动车组为例,建立其转向架及车体的动力学仿真模型,具体分析四类车轮踏面类型和五类一系及二系悬挂系统等主要影响因素,提取CRH2型高速动车稳定及平稳运行的重要特征参数,为高速动车组转向架的动力学设计及优化提供支持。     

高铁车轴强度设计及全尺寸疲劳试验方法比较

高铁车轴是高速铁路列车的关键技术之一,是关系到列车运行安全性、可靠性的重要结构,世界各主要铁路发达国家都已形成了比较系统的车轴强度设计方法和规范。文章对比分析了欧洲和日本的相关标准在高铁车轴设计原理上存在的差异,介绍了国内外车轴疲劳试验装置和试验方法,给出了改善疲劳性能的主要对策及建议。     

高速列车齿轮箱齿轮副接触应力分析

高速列车齿轮箱内的齿轮副的强度为列车安全运行的关键因素,以我国自主研发的某高速列车转向架齿轮箱齿轮副为研究对象,通过建立齿轮系统三维实体模型,通过SOLIDWORKS简化并建立有限元仿真模型,利用ANSYS WORKBENCH对齿轮啮合部位进行静态和瞬态力学分析。理论计算值和仿真分析结果都在强度安全范围之内,符合设计要求。在瞬态分析时发现,在齿轮启动阶段接触应力较大且出现应力波动,对齿轮系统的可靠性有一定的不利影响。     

高速轴疲劳设计方法

为保证铁路高速系统安全，提高车轴强度至关重要。本文针对车轴压装部这一疲劳强度的薄弱部位，分析和比较了日本与欧洲所采取的不同设计方法，并就车轴减重途径腋折课题进行了讨论。     

高速动车用车轴

随着运行速度的提高，车轴所承受的垂直载荷和水平载荷也相应增加，因此必须十分重视车轴的疲劳设计问题。日本在修订ＪＩＳ（日本工业标准）车轴疲劳设计基准时，得出了车轴运行时的实际作用应力σａ与静态应力σｓｔ之比的最大值与走行速度之间的关系式。按此式计算，新干线高速动车在速度为３００ｋｍ／ｈ时的实际作用应力σａ＝６５ＭＰａ，而经高频淬火处理的新干线动车车轴发生微细疲劳裂纹时的极限应力约为１００ＭＰａ，说明     

机车车辆车轴的安全性评价

为了对新干线动车车轴进行安全性评价，通过采用断裂力学的疲劳裂纹扩展特性计算以及实物疲劳试验，确定了车轴上两个关键部位－齿轮侧轮座和中央平行部，其裂纹停止扩展极限深度分别为３ｍｍ和２ｍｍ。为了确保运行中的车轴能够在上述极限范围内安全运转，日本新干线制定了严格的定期探伤检查规范，规定在每运转３万ｋｍ、４５ｋｍ和９０万ｋｍ要进行超声波探伤或磁粉探伤，从而确保了新干线动车车轴的运转安全性。     

高速动车组车轮车轴疲劳试验方法标准分析

在调研国际铁路联盟、欧盟、北美铁道协会和我国铁路轮对试验相关标准或技术条件的基础上,对比分析欧洲标准和我国铁路技术条件中有关高速动车组车轮和车轴的疲劳试验方法,分析动车车轮和车轴、拖车车轮和车轴的受力状态和标准合理性。针对欧洲标准和我国铁路技术条件存在的问题,提出对高速动车组轮对高频疲劳试验应开展工作的建议。     

高速列车空心车轴全尺寸疲劳试验方法研究

高速列车空心车轴的主要失效方式为疲劳失效,因此疲劳性能是车轴研制和生产中至关重要的考核指标,欧洲EN标准规定了车轴疲劳性能指标和疲劳试验的基本要求。现基于EN标准,研究制定了国内高速空心车轴全尺寸疲劳试验方法,并首次进行了国产车轴的疲劳试验。主要探讨了疲劳试件设计、考核截面位置的确定、以及疲劳载荷计算等问题。同时,分析和研究了EN标准F1轴疲劳性能指标的含义,为F1轴疲劳载荷的确定提供了依据。高速车轴疲劳试验方法的探讨和疲劳试验结果表明,所确定的试验方法及其技术要求是合理可行的。本研究对高速车轴的疲劳试验技术、及制定国内相应试验规范有一定的参考意义和实用价值。     

高速动力车车轴强度分析的工程方法

基于弹性力学理论，以车轴的受力状态和载荷分布为基础，建立车轴强度计算模型，导出车轴强度计算公式，给出车轴结构应力集中系数的计算方法和新型车轴制造材料的安全系数和许用应力的确定方法，与有限元法相比，方法简单，易于计算机计算，与试验结果对比，二者的最大相对误差小于10％。     

高速动车齿轮箱产品开发中的计算仿真应用

介绍了在高速动车齿轮箱箱体研发中关键系统的各类计算仿真方法,阐述了高速动车齿轮箱设计计算的关键技术,并对计算分析中涉及到的技术细节和相关的试验验证进行了探讨,试验结果与仿真计算结果吻合,证明计算仿真分析方法可以应用于高速动车齿轮箱的设计中。     

高速列车空心轴的边缘效应及微动分析

利用有限元ANSYS软件仿真与弹性力学理论对比分析某高速列车轴箱轴承与空心轴过盈配合产生的边缘效应,研究了车轴空心系数对边缘效应应力集中程度的影响规律,同时结合微动磨损理论分析增大车轴孔径在配合边缘区产生裂纹的工程现象,研究表明,空心车轴的空心系数不宜超过0.5,研究结果为空心车轴的设计、运用提供理论参考。     

轴箱布置方式对高速列车车轴承载性能的影响

通过建立轴箱内置和外置的高速列车车轴承载理论模型、有限元模型和车辆系统动力学模型，研究轴箱布置方式对车轴受力状态、应力分布和动荷载的影响。结果表明，轴箱内置的高速列车车轴所承受的最大合成弯矩仅为传统轴箱外置车轴的50%，充分挖掘了轴身的承载潜力，在实现轻量化设计方面有着独特的技术优势。与传统轴箱外置式车轴相比，轴箱内置的方式使得车轴的临界安全截面转移至轴颈两侧的过渡区域。轴箱内置式车轴轮轨垂向力的极限增减动力载荷明显低于传统轴箱外置式车轴，而轮轴横向力的极限增减动力载荷略高于传统轴箱外置式车轴，两者均有利于降低车轴所承受合成弯矩水平。综上得出轴箱内置车轴是一种在高速铁路领域极具应用潜力的新型铁路车轴结构。