新型货车转向架变刚度弹簧组的试验寿命估算及疲劳强度分析

针对运用中偶有发生的转K2型、转K4型、转K6型3种货车转向架变刚度弹簧组的断簧问题进行计算分析。试验载荷下的寿命估算表明:质量完好的这3种转向架变刚度弹簧组的各型弹簧的疲劳寿命均可达到3×106次;其中,转K2型转向架的减振内簧、转K4型转向架的减振外簧、转K6型转向架的承载外簧在对应的弹簧组中相对寿命较短。疲劳校核表明:转K2型、转K6型转向架各型弹簧能基本满足疲劳强度要求,校核结果与寿命估算所得的结果一致;转K4型转向架弹簧的校核结果与其所采用的试验方案有关系,现行试验方案下,校核所得的转K4型转向架减振外簧的疲劳强度相对最弱。分析认为,应该修正减振内簧的设计参数,从设计源头消除失稳及由此引发的其他问题;个别弹簧出现折断质量问题,主要原因是弹簧钢材质不够稳定,材料与产品的热处理工艺匹配不够完善。建议立项研究60Si2CrVAT材料的基础性能参数。     

车辆变刚度弹簧组模糊可靠性分析方法研究

在常规可靠性设计方法的基础上,通过应用模糊数学理论,考虑弹簧应力和强度的不确定性,运用模糊可靠性方法对我国铁路货车新型变刚度弹簧组的模糊可靠度问题进行分析。针对新型变刚度弹簧组的疲劳试验方案,采用经典公式法和常规转换法,并结合数字仿真计算得出模糊可靠度结果。计算结果显示:标准试验方案下各弹簧可靠度均在96%以上;当量挠度试验方案下,除承载内簧可靠度较低外,其余弹簧的可靠度均在98%以上。研究表明,应用模糊可靠性理论评估变刚度弹簧组的可靠度是合理可行的,计算出的模糊可靠度具有较高的准确性。     

提升钢弹簧浮置板轨道稳定性的抑振调频装置研究

在轨道板上安装抑振调频装置是提高钢弹簧浮置板轨道稳定性的有效措施。基于有限元方法与车辆-轨道耦合动力学理论，建立考虑抑振调频装置的车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型，计算分析抑振调频装置刚度、阻尼和预紧力3个关键参数对钢弹簧浮置板轨道自身稳定性、减振效果及行车平稳性的影响。结果表明：抑振调频装置可有效抑制浮置板轨道振动，调节轨道板固有频率；轨道板位移频响幅值随抑振调频装置刚度、阻尼的增大呈指数规律减小，受预紧力影响不明显，当刚度在0～10 kN·mm^-1、阻尼在0～100 kN·s·m^-1范围变化时，抑振调频装置的调节效果显著且易实现；增大抑振调频装置的刚度、阻尼和预紧力均可有效降低轨道系统和车辆的振动加速度，但各自的作用不同，刚度最为明显，其次是阻尼，预紧力较小；在钢弹簧浮置板轨道上设置刚度为6.5 kN·mm^-1、预紧力为2 kN、阻尼为60 kN·s·m^-1的抑振调频装置后，基底加速度较减振扣件轨道和未安装抑振调频装置的浮置板轨道分别降低了74.5%和15.6%，有效提高了轨道系统的稳定性。     

基于有限元的空气弹簧刚度分析

空气弹簧是现代轨道交通车辆的主要减振元件,能有效改善轨道车辆的动力学性能,提高乘坐的舒适性和车辆的运行稳定性。文章利用非线性有限元软件ABAQUS对空气弹簧的垂向刚度与横向刚度进行模拟分析,通过考虑空气弹簧的非线性性质、结构参数等影响空气弹簧刚度的因数,对基于各影响因数下空气弹簧刚度特性进行比较分析。     

TKZ9型客车转向架中央悬挂装置的结构设计与参数选择

中央悬挂装置采用外侧悬挂弹性长吊杆，横向油压减振器，自由膜式空气弹簧，抗侧滚扭杆装置，全旁承支重结构及弹性中心销牵引装置等新技术，同时，对弹簧刚度，减振器阻尼等各项主要动力学性能参数进行了优化选择，整车动力学试验装置结果表明，达到了预期的效果。     

货车转向架两级刚度弹簧组的设计

应用两级刚度弹簧组的设计方法，结合北京二七车辆厂重载货车设计方案进行两级刚度弹簧组方案计算机选优计算，得出了二级刚度弹簧的参数值。     

机车弹性6杆牵引装置设计

针对DF4机车利用环形弹簧设计了弹性6杆牵引装置，代替广泛使用的刚性6杆牵引装置。该装置的弹性元件为环形弹簧，在工作载荷作用下，弹簧均在压缩态工作。对弹簧的应力、变形以及变形能进行理论分析和计算，结果满足工作要求。利用ANSYS对所选弹簧进行应力分析，得到应力沿弹簧的轴向和径向的分布趋势。弹性6杆牵引装置能缓冲机车的纵向冲动，同时通过环形弹簧之间摩擦力做功消耗大部分能量，达到减振的目的，能有效的改善机车的纵向性能。     

对转8A型斜楔摩擦减振装置检修要求的探讨

本文对转８Ａ型斜楔摩擦减振装置中摇枕，斜楔及侧架立柱磨耗板各摩擦面的靡磨耗量与摇枕弹簧支承面，斜楔弹簧支承面之间相对位置的关系进行了分析，计算。对检修要求提出了修改建议。     

贵阳轨道交通1号线钢弹簧浮置板轨道过渡段合理设置方式研究

短轨枕式整体道床与钢弹簧浮置板轨道的轨下基础刚度差异很大,需要设置过渡段以实现轨下基础刚度的合理过渡。结合贵阳轨道交通1号线中广泛采用的短轨枕式整体道床与钢弹簧浮置板轨道进行研究,建立短轨枕式整体道床与钢弹簧浮置板轨道过渡段的力学模型,采用有限元方法,对不同过渡段的长度、不同过渡段分级不同车速对过渡段的影响进行分析,同时还分析"加密钢弹簧支座减振扣件"的过渡方式。结果表明,不同的过渡段长度和不同的过渡段分级对过渡段的性能有不同程度的影响,采用加密钢弹簧支座结合减振扣件的过渡方式比仅加密钢弹簧支座的过渡方式过渡效果更好。     

高速动车组车下设备悬挂系统的解耦优化设计方法研究

基于动力吸振理论,优化设计高速动车组车下设备固有频率,并研究车下设备耦合振动对车体振动性能的影响及其机理。随后分别提出了两种车下设备悬挂系统的解耦优化设计方法——正向解耦法和逆向解耦法。以解耦度和最优频率为优化目标,以橡胶元件三向刚度为约束条件,优化设计了橡胶元件的三向刚度。两种优化方法对比分析表明,车下设备以浮沉振动为主的振型均可获得良好的解耦度,振型频率可保持在最优设计频率附近,悬挂系统减振效果明显。与正向解耦法相比,逆向解耦法计算速度较慢,但设计效果更好,减振效果更佳,在实际运用中,可根据具体的计算速度与设计效果要求,合理选择解耦优化方法。     

基于疲劳应力法的车辆双圈螺旋钢弹簧优化设计

针对机车车辆双圈螺旋压缩钢弹簧的结构特点和运用现状,提出了基于材料疲劳特性的弹簧优化设计方法,以某型转向架用一系双圈弹簧组为例,通过传统的弹簧设计对比计算,并经试验验证,表明所建立的弹簧优化设计模型是更趋合理的,为工程实践提供了有效的解决方案。     

一种机车橡胶堆刚度性能设计新思路探讨

随着材料科学技术的进步,橡胶配方中的各种材料、工艺和胶粘剂得到了长足发展,金属橡胶粘结强度甚至可以超过橡胶本体强度,这导致机车橡胶堆可尝试采用新型的橡胶自由外型面。以一个典型的机车二系橡胶堆刚度设计为案例,提出了一种利用有限元分析方法进行垂向刚度设计的新方法。在材料参数、结构型式和接口尺寸不变的条件下,仅通过橡胶自由外型面的"外凸"型设计,就显著调整了橡胶堆的垂向刚度性能,初步探讨了这种橡胶堆刚度性能设计的新方法和新思路。     

空气弹簧转向架减振形式分析

目前,国内外空气弹簧转向架的垂向减振方式主要有3种:在空气弹簧本体和附加空气室之间设置固定或可变节流孔来提供阻尼的方式和单独设置垂向减振器方式。首先对这3种减振形式进行了等效模型分析,然后建立了动力学仿真模型,模拟了车辆在不同的线路条件下运行,计算其对低频、高频激扰的响应,并分析这3种减振方式的优劣。根据计算提出采取固定节流孔外加垂向减振器方式更适合我国的车辆运营状况和线路情况。     

基于TMD的钢弹簧浮置板轨道结构改进研究

为提升钢弹簧浮置板轨道低频域制振性能,应用有限元方法建立地铁车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型,对带凸台的常规钢弹簧浮置板轨道进行结构改进设计。参考某地铁实际线路,基于TMD定点理论以及多自由度系统等价质量识别法,通过对无凸台钢弹簧浮置板轨道进行模态分析和谐响应分析,确定钢弹簧浮置板凸台下减振元件的最优刚度、最优阻尼;然后基于车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型,研究列车动荷载作用下钢弹簧浮置板轨道改进前后低频域制振效果。结果表明:改进后的钢弹簧浮置板轨道能够有效地抑制轨道板固有频率附近频段的低频振动;合理的TMD参数匹配能够有效地控制列车动荷载下钢弹簧浮置板基频范围内的低频振动及对应频段钢弹簧支反力向周围基础的传递。     

基于APDL语言的套组弹簧参数优化设计

弹簧悬挂系统是机车车辆转向架的重要组成部分,对机车车辆运行是否平稳、能否顺利通过曲线并保证车辆安全运行,起着重要的作用。相对于单卷螺旋圆弹簧,双卷弹簧组在承载相同的载荷时,能在保证与单卷弹簧同样弹性性能的同时大大节省悬挂系统所占的空间,降低应力,提高悬挂系统的可靠性。圆柱螺旋弹簧传统设计采用试凑法,其设计过程费事繁琐,很难得出最有效的设计方案,现建立两级刚度弹簧优化模型的同时,运用了有限元分析软件ANSYS自带的优化单元APDL,通过一阶迭代优化计算弹簧相关参数的最优解,并在强度分析软件ANSYS中,对结果进行了验证。验证结果证明推荐的方法简单有效,能简化套组弹簧的设计过程,提高悬挂系统设计效率。     

铁道车辆液压减振器的工作原理和数值模型

基于液压减振器的工作原理、内部结构和阀元件的性能,建立了一个新的液压减振器数值模型。该数值模型不仅将阻尼力作为减振器活塞杆的速度与位移的函数,同时还含有用于描述内部结构的基本参量,可以清楚地描述液压减振器的阻尼机制。应用该模型可进行液压减振器的动态性能分析、结构设计、元件选用等。模型计算结果与实验数据有较好的符合性。该数值模型易于实现计算机数值仿真,可以应用于车辆系统动力学性能的研究和减振器的结构参数、动态性能对车辆舒适性和稳定性影响的深入分析。     

橡胶弹性元件综合试验台的研制

介绍了橡胶弹性元件综合试验台的结构组成,液压系统以及测控系统软件、硬件的设计方案与功能。该试验台可用于各种橡胶弹性元件的性能研究以及型式试验,并可为国产化橡胶元件提供试验参数。     

重载列车缓冲器特性研究综述

介绍和总结了国内外货车缓冲器的发展概况,概述了钢弹簧摩擦缓冲器、摩擦橡胶式缓冲器、黏性阻尼缓冲器以及摩擦胶泥缓冲器的工作原理,分析研究了其阻抗特性。就缓冲器动力学计算模型的建立、缓冲器特性间断点的处理及其列车动力学模型的建立3个方面提出了今后研究的重点和难点,为缓冲器的选型设计以及纵向动力学的研究提供了一定的理论支撑。     

液压减振器动态数学模型的研究

采用一种全新的数学模型描述液压减振器的阻尼力,建立完整的液压减振器数学模型。模型含有8个参数。这些参数具有明确的物理含义,可以完整描述如第1阻尼系数、泄载点以及第2阻尼因子等减振器外特性曲线。同时,这些参数直接反映减振器液压阀的结构配置和阻尼特性之间的关系。这种液压减振器动态数学模型,可为改进和优化减振器性能提供有效的数字设计工具,适用于车辆系统动力学的深入研究。该模型在专业实验室进行了充分的验证试验。试验数据和模型计算结果非常吻合。     

铁道车辆螺旋压缩圆弹簧的计算机辅助设计

根据铁道车辆用螺旋压缩圆弹簧的结构特征,在SolidWorks平台下,利用Visual C++语言对弹簧参数化设计进行二次开发,完成了对现有铁道车辆用螺旋压缩圆弹簧的参数建模,并基于现行铁道技术规范,开发出车辆一级刚度单卷弹簧、一级刚度双卷弹簧组和两级刚度双卷弹簧组参数化模块,缩短了铁道车辆弹簧的设计周期,提高了设计质...