和谐系列机车用橡胶牵引球铰对比综述

针对和谐系列5种大功率货运电力机车所用的3种结构的橡胶牵引球铰,进行了基于使用工况、有效承载尺寸、橡胶应力应变状态、疲劳试验及实际装车运用结果等5个方面进行论述,得出了重载机车橡胶牵引球铰设计的相关经验和结论,并对今后类似牵引球铰的设计提出了建议。出于运行可靠性的考虑,应给予牵引球铰足够的空间尺寸,以避免过小的有效承载尺寸对产品疲劳性能造成不利影响。     

转向架轴箱橡胶节点疲劳寿命的有限元分析

建立转向架轴箱橡胶节点的三维实体模型。通过非线性有限元分析,得到节点橡胶衬套应变云图,并对节点疲劳寿命的影响因素进行阐述。将节点在不同载荷工况下的最大Green-Lagrange应变作为疲劳破坏参数,预测转向架轴箱橡胶节点的疲劳寿命。通过扩大节点外钢套端部空间,有效提高转向架轴箱橡胶节点实际使用寿命。     

一种多轴载荷下橡胶弹性元件疲劳寿命预测方法的研究

结合一款牵引拉杆节点的疲劳破坏问题,提出了一种基于Abaqus+Endurica平台下的橡胶多轴疲劳寿命预测方法,通过该疲劳仿真模拟技术,实现了对橡胶弹性元件疲劳寿命预测的目的。这一预测方法为类似弹性元件的疲劳评估提供了一种新的思路。     

基于160 km/h电动车组的拉杆橡胶关节寿命提升研究

从速度为160 km/h的动力集中电动车组转向架的轴箱拉杆橡胶关节应用失效案例出发，通过优化产品结构来解决该轴箱拉杆橡胶关节的使用寿命问题。通过运行工况的边界条件和既有结构的失效原因进行分析，基于分析结果设定合理的预压量，并结合贴近式橡胶型面和易流式金属弧面设计，以及采用合适的橡胶层厚度等多方面进行结构优化。通过对比两种结构的有限元疲劳仿真分析结果，优化结构的橡胶应变降低了9.64%，疲劳损伤值降低了60%，橡胶关节的使用寿命将显著提升。最后通过疲劳试验验证，进一步佐证了优化结构后的橡胶关节疲劳性能的提升。试验结果显示：疲劳次数提升了3倍。经过初步评估，结构优化后的橡胶关节的疲劳寿命将由2～5年提升至8年，使得机车的运行可靠性得到改善，降低非必要的维修次数。优化设计的橡胶关节目前已在线运行近4年，各项性能表现良好。本优化设计可为其他径向变形较大的橡胶关节优化提供参考：径向预压量应与橡胶关节疲劳变形相当，避免橡胶受拉伸应力；针对径向位移较大的橡胶关节类产品，贴近式橡胶型面可以均衡橡胶表面应变，可有效缓解橡胶受载后出现褶皱现象，提升橡胶关节的疲劳寿命。     

重载列车紧急制动过程车轮踏面疲劳裂纹萌生寿命预测

基于Abaqus软件,建立闸瓦-车轮-轨道三维有限元模型,设置车轮钢材料的接触属性和材料属性,对重载列车紧急制动过程进行热力耦合仿真;基于损伤参量的疲劳裂纹萌生寿命预测模型,分析重载列车整个紧急制动过程中车轮踏面瞬态温度分布、径向和切向应力分布以及弹性和塑性应变分布,并通过计算车轮踏面损伤参量判断疲劳裂纹萌生位置,预测不同轴重和不同闸瓦压力对车轮踏面疲劳裂纹萌生寿命的影响。结果表明:重载列车紧急制动时,车轮踏面上制动温度越高则相应热应力、热应变也越大,尤其当踏面最高温度超过100℃时,热负荷对裂纹萌生的影响更加显著;车轮踏面上裂纹萌生更多的是由剪应力和剪应变引起,轮轨接触斑内是最先萌生裂纹的区域;轴重为30 t、闸瓦压力为21 kN、初速度为100 km·h~(-1)时损伤参量最大为3.801 1,最大循环制动次数仅有236次。     

HX_D2型机车轴箱拉杆球铰橡胶面鼓出的研究分析

大秦铁路使用的HXD2型交流电力机车牵引万吨重载列车,转向架中的轴箱拉杆球铰橡胶面发生鼓出,严重影响了列车的运行安全。文章对轴箱拉杆球铰橡胶面鼓出现象进行了探讨分析,提出了相应的对策和建议。     

HXD2型机车轴箱拉杆球铰橡胶面鼓出的研究分析

大秦铁路使用的HXD2型交流电力机车牵引万吨重载列车,转向架中的轴箱拉杆球铰橡胶面发生鼓出,严重影响了列车的运行安全。文章对轴箱拉杆球铰橡胶面鼓出现象进行了探讨分析,提出了相应的对策和建议。     

基于疲劳驱动力能量损伤参数修正的非线性疲劳寿命预测

针对疲劳驱动力能量模型中变幅载荷间交互因子难以确定的问题,考虑载荷大小次序、载荷间的干涉以及疲劳损伤程度等因素对变幅载荷作用下损伤累积规律的影响,在引入能量准则确定损伤参数的基础上,将变幅载荷应力比、载荷循环比、疲劳损伤程度引入载荷间交互因子的计算,建立分别采用载荷循环次数比和实时疲劳损伤对交互因子进行修正的改进非线性疲劳寿命预测模型。根据Q235B和铝合金2种常用材料的焊接接头在多级变幅载荷作用下的试验数据,对改进的疲劳寿命预测模型的预测能力进行验证。结果表明:在变幅载荷作用下,改进的疲劳寿命预测模型能有效地对焊接结构的疲劳寿命进行预测,相比其他模型更接近于试验结果,且模型中仅含有2个比较容易通过试验确定的常规参数,无需引入其他参数,便于应用于实际工程结构的分析及设计。     

基于多体动力学和有限元法的车体结构疲劳寿命仿真

提出一种多体动力学仿真和有限元法相互结合进行结构疲劳寿命预测的方法,并以机车车体结构为例进行了疲劳寿命计算。利用SIMPACK的多体仿真技术获得车体结构的动载荷历程;在ANSYS中利用准静态应力/应变分析法计算结构危险节点应力影响因子;根据模态分析技术确定车体结构固有频率和模态振型以及危险点位置。最后,基于动应力历程以及Palmigren-Miner损伤理论,利用FE-FATIGUE软件的基于应力的结构安全因子分析法对车体结构进行疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤预测和最终寿命估计。     

基于局部应力应变法的高周疲劳寿命预测

考虑应力梯度、尺寸、表面加工等影响因素,修正了应变-寿命曲线,建立了一种高周疲劳寿命预测的新数学模型。实例表明,该模型用于高周疲劳寿命估算精度较好。     

一种橡胶弹性元件疲劳寿命预测方法的研究

文章结合一款锥形橡胶弹性元件的疲劳破坏问题,提出了一种基于ABAQUS+FE-SAFE平台下的橡胶疲劳寿命预测方法,通过该疲劳仿真模拟技术,实现了对橡胶弹性元件产品疲劳寿命预测的目的.为类似弹性元件的疲劳评估提供了一种新的思路.     

等应力设计理念在轴箱橡胶弹簧结构改进中的应用

橡胶产品大量使用在减振降噪领域,其使用过程中的疲劳问题是产品设计需重点考虑的问题。文章对在机车车辆上使用的一款橡胶轴箱弹簧的疲劳问题,进行了基于结构分析与实验验证为特征的探讨,并在此基础上,提出了基于等应力设计理念的优化设计。分析与实验结果表明,通过等应力理念设计的产品结构,在确保结构获得等应力的同时,结构的疲劳寿命得到了成倍增加。     

一种轨道机车车辆用橡胶关节疲劳试验载荷谱的编制方法

运用虚拟样机技术,编制轨道机车车辆用橡胶产品的疲劳试验载荷谱.通过动力学模型得到产品的随机载荷,对结果进行雨流计数,得到载荷均值和幅值频次分布曲线.对曲线分级处理,最后得到载荷谱块.     

有限元分析在预测两种橡胶关节刚度中的应用

介绍了整体式、分瓣式橡胶关节的结构特点及相关的生产工艺,利用有限元分析软件对分瓣式结构橡胶型面进行优化,同时对两种结构的刚度及应力情况进行了分析,将分析结果和试验结果进行比较。结果表明:有限元技术可以预测出不同结构橡胶关节产品的刚度特性,指导产品设计。     

高速动车轴箱轴承疲劳寿命计算方法

针对轴承疲劳寿命预测问题,考虑游隙和离心效应的影响,将ISO 281:2007标准计算方法与Lundberg和Palmgren计算方法开展对比研究;考虑轴承内部在轴承承受复合载荷下的载荷特征,以及滚动体的影响,将L-P和改进的L-P方法开展对比研究。基于Python编程计算含有(5+3 n)个自由度的双列圆锥滚子轴承拟静力学模型,得到动车轴箱轴承的内部载荷特征和轴承的疲劳寿命结果。结果表明:轴承内部载荷值随着轴承负游隙值的增大而增大;当列车运行速度发生变化时,轴承内部的载荷分布情况变化不大;ISO 281:2007标准方法所得寿命结果最大,且负游隙越大,L-P方法与ISO 281:2007标准方法相比所得寿命差值较大;改进的L-P方法分析计算出的寿命值最小,且负游隙大小不影响改进及未改进L-P方法所得寿命的比值。     

地铁车辆牵引橡胶关节结构改讲

文章详细介绍了某地铁车辆牵引橡胶关节初始设计方案的结构特点及存在的缺陷,并提出了改进的思路,利用有限元分析确定了新结构.刚度和疲劳试验表明,新结构能够满足100万km以上的使用要求.     

钢筋混凝土空心梁疲劳性能试验研究

对6根大比例钢筋混凝土空心梁进行静载和疲劳性能试验研究,每根梁取不同荷载幅度,研究不同疲劳次数下梁受压区混凝土和受拉区的钢筋的应变、梁的跨中挠度以及裂缝发展情况,得到不同的疲劳荷载应力幅作用下钢筋混凝土空心梁的疲劳寿命;根据试验结果拟合得到钢筋混凝土空心梁疲劳荷载作用下的S-N曲线,为由钢筋混凝土空心梁构成的桥梁结构寿命预测提供依据。对钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后的钢筋进行静力学性能试验研究,了解钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后钢筋力学性能的退化情况。     

考虑车轮谐波磨耗的动车组车轴疲劳寿命

以CRH380BL型高速动车组为研究对象,基于车轮谐波磨耗的实测结果,建立刚性轮轨、刚性轮柔性轨、柔性轮刚性轨以及柔性轮轨4种不同轮轨关系下的车辆-轨道耦合动力学模型,通过对比分析4种模型的轮轨振动特性,得到最能反映真实情况的轮轨耦合动力学模型;基于车轴受力分析,采用有限元软件ANSYS进行车轴静强度计算;采用多体动力学软件计算考虑车轮谐波磨耗的车轴载荷时间历程;根据疲劳累积损伤理论,采用FE-SAFE软件分析考虑车轮谐波磨耗的车轴疲劳寿命。结果表明:柔性轮轨关系更能反映轮轨的真实接触状态;车轴轮座内侧圆弧过渡处的应力最大,为114.4 MPa;考虑车轮谐波磨耗的车轴疲劳寿命约为19.2 a;车轮谐波磨耗导致轮轨振动加剧,对车轴疲劳寿命产生明显不利的影响。