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。     

中国标准动车组车轴研制与应用

依据时速350km中国标准动车组顶层设计要求,在对比分析国内既有各型动车组车轴结构及材质特点的基础上,开展了标准动车组车轴的设计研究。通过计算确定了车轴主要结构尺寸,同时开发了具有完全自主知识产权的DZ2车轴材料,完成了标准动车组车轴的研制,并开展了车轴的装车运用考核工作。在3条不同线路累计不少于60万km的运用考核试验中,车轴服役表现良好。     

高速动车组车轴材料及疲劳设计方法

随着车辆运行速度的提高,车轴所承受的垂直载荷和水平我荷也相应增加,为解决车轴材料选择及疲劳强度设计问题,结合欧洲和日本在高速铁路动车组车轴疲劳设计上的原理和经验,研究出适合中国高速铁路用车轴的材料、热处理和疲劳设计方法.     

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。     

大轴重铁路货车用车轴技术研究与应用

对国内外铁路货车车轴的发展历程进行了充分分析,提出开展车轴合金化研究可较大幅度地提高材料的强韧性,同时应注意在追求性能最优化的前提下降低合金成本,并将低合金车轴钢下的微合金化作为研究的主攻方向。借鉴国外相关资料,根据材料性能,初步确定了将45钢加钒和铬等合金元素作为车轴钢基本材料的研究思路。基于新材质LZ45CrV车轴的相关试验结果、配套完成的车轴钢坯与车轴的工业试制所取得的优良试验结果以及较为完善的试制技术条件,新材质LZ45CrV车轴基本具备了装车的条件,这对于确定新材质铁路货车车轴的适用性具有重要的意义。此外,除应进一步深入研究全尺寸车轴疲劳性能外,还应结合车轴材质研究情况,跟踪观测结果,进一步完善我国新材质铁路货车车轴标准与运用维护规范,形成车轴标准的谱系化。     

CRH_2型动车转向架车轴评估

为实现我国高速铁路用客车车轴的国产化,对引进CRH2动车组200km/h用拖车轴进行了评估分析,测试了其化学成分,硬度,拉伸性能、冲击性能和残余应力,观察了低倍和微观组织。结果表明该轴的基体材料为普通中碳钢,组织为铁素体+索氏体+屈氏体,力学性能符合标准要求。在车轴关键部位表面进行了中高频感应处理,实现了表面强化,能满足高速列车车轴抗疲劳性能的要求。这种高速列车车轴制造的技术路线特点在于利用表面处理工艺技术提升了价廉的普通碳素钢性能;由此也带来一些工艺较为复杂、设备投资大等一些问题。我国尚未采用此种工艺路线进行高铁客车车轴的研发。     

高速列车空心车轴国产化的选材和试制

通过剖析日本和欧洲(意大利、法国)产的车轴和对照国内外采用的相关技术标准,调研分析国内相关产品生产企业的装备和能力,从国内需求、材料的性价比和加工工艺的可行性等多方面考虑,确定国产高速列车空心车轴采用低合金钢材料和调质处理的热处理工艺。研发出了具有我国自主知识产权、分别适用于时速200~250和300~350km的国产化EA4T和EA4Tplus钢的空心车轴,其小试样的常规力学性能和疲劳性能均超过解剖的国外同等级车轴,特别是其缺口疲劳性能和低温冲击性能更优,并都通过了全尺寸实物疲劳试验。另外,还成功试制了30NiCrMoV12钢车轴,其成套技术可为今后车轴的选用提供参考。     

国产化动车组空心车轴超声波探伤专用探头的开发

目前国内动车组空心车轴探伤设备使用的探头全部由国外进口,价格高昂、供货周期长,为了保障动车组的正常安全运营,对探头进行了国产化研究,产品经过2年的实际运用,结果表明,自主研制的空心轴探伤用探头可以替代进口产品,满足动车组空心车轴的探伤需要。     

基于概率分布函数的动车组车轴应力谱试验分析

根据EN 13103标准分析计算车轴表面应力分布规律,据此在车轴应力较大的距车轮内端面113和163 mm处的动车组车轴表面各布置2个测点,由此得到京津城际铁路和既有线路动车组的车轴应力时间历程,然后进行数据处理后得到车轴弯曲应力谱子样,再由估计的最大应力幅值得到动车组车轴8级程序应力谱.结果表明:动车组车轴应力幅值的分布符合三参数威布尔分布,并且既有线路动车组的车轴应力变化幅度比较大,而京津城际铁路的则比较平缓;在相同速度下,既有线路动车组的车轴应力最大值比京津城际铁路的大1倍左右;动车组以240km· h-1速度运行时其车轴应力幅值最小,在其他速度级下,车轴应力除最大值稍微有差别外,其他应力水平基本一致.     

250km/h动车组国产化材料轮对的研制

介绍250 km/h动车组转向架车轮、车轴、制动盘及轮对的结构特点,分析所采用材料与国外常用材料的化学成分、力学性能、疲劳性能、机械性能、冲击试验性能等方面的不同,并进行正线试验。正线试验结果表明,自主化研制的轮对完全能够满足250 km/h速度的要求。     

含异物击打伤高速动车组车轴疲劳寿命预测

基于高速动车组EA4T车轴疲劳小试样,采用正方体状钨钢弹丸高速冲击其表面,以模拟车轴表面异物击打伤;采用旋转弯曲疲劳试验方法进行光滑和缺陷试样疲劳性能试验;采用Abaqus软件,模拟分析缺陷附近区域的残余应力;构建基于疲劳指示参数(Fatigue Indicator Parameter,FIP)的缺陷小试样和含击打伤实物车轴疲劳寿命预测模型,并进行台架试验验证。结果表明:小试样疲劳寿命试验数据均在预测值的2倍线内,实物车轴疲劳寿命预测模型与车轴台架试验结果一致,小试样和实物车轴疲劳寿命模型预测结果准确;动车组动力车轴运用检修中深度小于1.0 mm的击打伤类缺陷可不做打磨或其他处理。     

"先锋号"电动车组转向架一系簧下轻量化研究

对“先锋号”电动车组转向架一系簧下的结构参数进行了轻量化研究 ,提出了轻量化的具体方案。通过对轻量化后的主要承载件有限元分析 ,保证其强度满足规范要求 ,并将轻量化前后的整车动力学性能进行仿真计算比较。阐述了该轻量化方案能减轻簧下质量、提高整车动力学性能 ,并便于动车组的检修。     

“先锋”号动车组用实心车轴替代空心车轴可行性研究

"先锋"号电动车组原设计采用空心车轴,但由于国内空心车轴制造工艺尚不成熟,在服役中存在备用轮对供应困难的问题。本文在对比计算"先锋"号电动车组空心车轴和实心车轴的结构强度、车辆动力学性能影响的基础上,提出了采用LZ50钢实心车轴替代35CrMo空心车轴的解决方案,并在装车运行中得到了验证。     

动车组轴箱轴承在线监测可靠性评估模型研究

针对进行状态监控的动车组轴箱轴承提出了一种在线评估可靠性的新方法:动车组轴箱轴承系统以及部件的退化过程受具有时移的非线性维纳过程影响,该过程作为协变量集成到比例风险模型中用以描述故障时间的危险率;将退化路径和时间轴进行离散化,通过转移概率矩阵获得可靠性量的闭式解;与仅适用于少数退化状态的传统方法不同,该方法只需对转移矩...     

泡沫铝在高速动车组中的应用

高速动车组的运行速度使其对车辆的轻量化、低能耗、环保舒适性提出了更高的要求,泡沫铝是一种新型的多功能材料,其质轻、吸声、耐腐蚀、环保、不燃、强度高的特性正适合高速动车组内装材料的要求。文章分析了泡沫铝材料的特点及其在动车组内装设计中的应用,并以CRH380动车组为例,阐述了泡沫铝在动车组内装材料的应用前景。     

动车组数据资源目录

为便于动车组信息资源的交换和共享,对动车组业务提供准确可靠的数据支持,在对现有多个动车组相关信息系统进行充分调研的基础上,编制了动车组数据资源目录;明确动车组数据资源的业务域划分,根据结构化与非结构化数据的特点,对分散在多个系统中的动车组数据进行整理和采集,依据相关标准完成动车组主数据的数据元定义、代码集统一编码和元数据规范描述,可为相关单位和人员提供便利的可共享动车组数据资源的参考指南,有利于促进动车组信息化系统的集成,提升动车组数据资产价值。     

160 km/h低地板动车组铰接转向架研制

国内首次成功自主研发动力分散型低地板动车组铰接转向架.介绍了铰接转向架设计结构,构架、车轮及车轴等关键承载零部件强度分析及台架试验,以及动力学性能仿真分析和实际线路试验情况.结果 表明,转向架关键承载零部件静强度、疲劳强度和动车组相关动力学性能指标满足合同规定的限值要求.     

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。     

轨道车辆材料防火标准比较及建议

对欧洲铁路车辆材料和构件的防火标准、我国动车组内装材料防火铁道行业标准、普通客车材料防火铁道行业标准和城轨车辆防火城镇建设行业标准的材料分类、测试方法和测试项目等进行比较和分析,对我国轨道车辆防火标准提出修改建议。     

400km/h高速动车组变轨距走行系统关键技术研究

为了适应不同的轨距尺寸,以传统动车组轮对结构为基础,进行了400 km/h高速变轨距走行系统关键技术设计,包括车轮和车轴的间隙设计研究、车轮和车轴的横向锁紧机构设计、转矩的传动技术设计、地面装置的设计以及适应高速运行的动力学分析,对各项技术的设计原理及其关键作用进行了详细说明。该设计思路可供国内变轨距转向架的研发提供参考。