重载铁路货车结构强度考核标准中纵向力取值的研究

在对比分析国内外重载铁路货车结构强度考核既有标准中纵向力值的基础上,选取大秦线、神华铁路、京广铁路和晋中南通道25,27和30t轴重货车重载综合试验数据,采用概率统计的方法分析列车运行中车辆纵向力的分布;根据在驼峰编组场的调研以及27和30t轴重货车冲击试验,分析驼峰溜放调车时车辆间的最大冲击力。在此基础上,结合我国铁路现行的大轴重货车技术条件以及《铁路主要技术政策》,将重载铁路货车分为专用货车和通用货车,明确第1和第2工况的定义,针对这2种货车和2种工况提出重载铁路货车结构强度考核标准中纵向力取值的建议方案。对于专用货车,第1工况下的纵向拉伸力和压缩力分别取2 000和2 250kN,第2工况下的纵向压缩力取3 400kN;对于通用货车,第1工况下的纵向拉伸力和压缩力分别取1 780和1 920kN,第2工况下的纵向压缩力取3 100kN;冲击速度取10km·h-1。     

重载货车车钩疲劳试验载荷谱的编制方法

基于某运煤专线测试的车钩载荷—时间历程研究万吨重载货车车钩试验载荷谱的编制方法。将测试的重载货车车钩载荷—时间历程划分为装煤、重车运行、卸煤和空车运行4个工况,应用Ncode数据处理软件将车钩载荷分解为趋势载荷和小幅值循环载荷两部分,采用变均值法和雨流计数法相结合的方法分别编制了趋势载荷谱和测试载荷谱。基于车钩趋势载荷编制的载荷谱与测试载荷谱虽然在高载荷区比较一致,但在低载荷区相差较大,因此,根据疲劳损伤等效原则,将小幅值循环载荷造成的车钩损伤叠加于趋势载荷造成的车钩损伤,得到力值放大的等效趋势载荷,然后采用等效趋势载荷编制不同工况下车钩疲劳试验脉动拉伸载荷谱和脉动压缩载荷谱。该编制方法可以大幅度减少车钩疲劳试验的次数,提高试验效率。     

典型服役工况对高铁轴箱轴承疲劳损伤的影响度研究

典型服役工况是引起高铁车辆核心安全部件轴箱轴承疲劳损伤的关键外部因素,探究不同典型服役工况对轴承疲劳损伤的影响度是保证高铁运行安全亟待解决的问题.为解决该问题,在服役条件下测得高铁典型服役工况的载荷数据,编制轴承载荷谱,利用有限元法得到应力谱,并计算等效当量载荷.结合疲劳损伤累积理论,计算得到4种典型工况下每公里及本次...     

地铁转向架构架运用载荷与疲劳损伤特征研究

地铁转向架构架在未达到服役寿命时,频繁出现疲劳裂纹,导致其疲劳可靠性不足。表明在一定程度上,构架采用的疲劳可靠性设计规范未能覆盖真实运营环境,有必要开展实际运营条件下的构架载荷、损伤研究。通过线路测试采集构架动载荷与动应力信号,分析构架载荷动态特性和损伤状况。结果表明,构架载荷与线路条件及列车运行状态密切相关,列车启停、站前站后短曲线线路等导致构架承受幅值较大、频次较高的动态载荷;主体载荷能量在10 Hz以内,电机吊座载荷存在51 Hz能量;曲线线路造成的疲劳损伤普遍大于直线线路;载客量对构架损伤有一定影响。研究结果对掌握在不同运行和线路工况下的地铁转向架构架动态载荷特征和疲劳损伤特性,并开展满足运用安全的抗疲劳优化改进具有重要的工程意义。     

散货疏运站翻车机系统作业能力研究

铁路散货疏运站设计中,翻车机系统作业能力对于确定翻车机设备配置数量、铁路股道的设置数量及车站规模有决定性作用。通过对疏运站卸车作业流程及时间的分析,提出翻车机系统的作业能力计算方法,并计算研究了方法中各参数取值对翻车机日作业能力的影响,得出翻车机系统日作业能力并不与其每次翻卸车数成比例关系、同规格贯通式翻车机系统较折返式翻车机系统日作业能力大约1～2列、牵引质量对翻车机系统作业能力有重要影响,为散货疏运站的设计提供参考依据。     

运用条件下城轨车辆转向架构架疲劳寿命研究

基于长期跟踪测试实际运用条件下的动应力与车辆运行状态数据,开展城轨车辆转向架构架疲劳可靠度和疲劳损伤快速累积原因研究。采用可靠性理论与覆盖多种运用工况的疲劳寿命子样,建立构架的疲劳可靠性研究模型,得到构架疲劳控制部位高可靠度的运用寿命,与实际运用情况相符。可靠度模型为优化检修周期结构、制定构架检修提供了数据基础。数据分割后显示不同区间构架疲劳损伤区别显著。轨道波磨激发了构架高幅值和高频次的应力响应,造成构架疲劳损伤的快速累积;直线区间的轮轨激扰主要为轨缝冲击,对疲劳损伤的贡献不明显;车轮多边形的存在将对构架引入与速度直接关联的激扰并加剧构架疲劳损伤。     

曲线对高速货车转向架焊接部件疲劳损伤的影响

依据UIC510—3:1994规定的疲劳试验加载方法,基于有限元法研究了不同左右曲线变换次数取值时高速货车转向架焊接构架及摇枕疲劳关注部位累积损伤的变化程度及规律。仿真结果及综合分析表明,当左右曲线变换次数取值变化并不十分显著时,其对结构疲劳损伤影响很小,样机疲劳试验中可直接应用UIC规范中的建议值。     

平面应变断裂韧度K_(IC)试验力估算方法

通过阐述平面应变断裂韧度的试验原理,采用3点弯曲试样和紧凑拉伸试样,以25 t疲劳试验机为例对不同试样尺寸下对应的试验力进行估算,得出试验尺寸与试验力的关系,并分析在25 t疲劳试验机上进行试验的可行性。同时对比了同样厚度的3点弯曲试样和紧凑拉伸试样试验力的大小,为选择试样种类提供了依据。     

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。     

油电混合动力机车的用途与运用效果分析

文章介绍了油电混合动力机车的基本特点和优势,针对调车作业、起伏线路上的干线牵引作业、排放或噪声敏感区域内的干线牵引作业,以及短站间距下的城际客运作业等工况,详细分析了机车或动车组的作业特点、用法和运用效果。     

橡胶空气导管基于多轴变形模式的损伤等效疲劳试验研究

基于橡胶空气导管在垂向、横向和纵向三个方向承受疲劳变形,建立了求解橡胶空气导管疲劳损伤的计算方法,详细计算了空气导管分别在垂向,横向和纵向3个方向下的疲劳损伤值,通过对比各工况下的疲劳损伤,提出了基于多轴变形模式的一种损伤等效的疲劳试验。     

计算机联锁与翻车机系统结合电路的特殊设计

根据翻车机调车作业的特殊性,以锦赤线西港口站为例,通过车站与翻车机联锁设计的技术条件、推送作业及排空作业三部分,对计算机联锁与翻车机结合电路特殊设计进行研究。     

CEA3A1型交流客运电力机车车体疲劳评估

随着机车运行速度的不断增加,机车朝着重载高速方向发展,相应对车体结构疲劳评估提出新的要求.机车车体疲劳评估是机车设计的重要环节,对机车运行安全至关重要.文章针对CEA3A1出口型交流客运电力机车车体中的不同类型的焊缝,建立了有限元局部分析模型,依据BS EN 12663-1∶2010标准建立了8个疲劳载荷工况,根据TB...     

我国货车制动系统存在的问题及展望(续完)

3.5 列车纵向冲动作用 货物列车运行过程中的纵向冲动主要体现在车钩纵向力上.该纵向力发生在各种非稳态运动的工况下,尤以制动时为甚.在空气制动作用下的纵向力随列车长度呈非线性增长,不仅导致断钩、脱轨等重大事故,而且还会破坏货物的完整性,影响到机车车辆装置的疲劳寿命.     

双模式动力—传动系统的设计研究

具有高速行驶、低恒速作业两种工况模式的动力—传动系统,可以满足钢轨打磨列车在高速铁路及干线铁路维护作业中快速到达作业现场和低恒速打磨作业的需要,介绍了主要工作原理、性能及相关设计和试验研究的内容。     

高速受电弓弹性元件失效分析与结构优化

高速受电弓的弹性元件用于缓解弓网间的冲击和振动,以确保弓头动态受流稳定可靠,弹性元件长期在空气动力和弓网耦合等复杂工况下运行容易出现失效现象,所以解决弹性元件失效以提升安全性和可靠性成为改善弓网受流质量的关键问题。文章在介绍CRH380型高速动车组受电弓运用中弹性元件疲劳失效现象的基础上,从弹性元件结构、强度校核和疲劳寿命测试3个方面,分析弹性元件疲劳失效原因并进行结构优化,通过试验测试和线路运用验证了改进效果。测试表明,改进方案的疲劳试验寿命是原方案的31.8倍,大大提高了弹性元件使用寿命。     

高铁大跨度斜拉桥主梁钢混结合段力学性能研究

为研究4线高速铁路混合梁斜拉桥新型钢混结合段的力学性能，以主跨672 m的安九铁路鳊鱼洲长江大桥主梁钢混结合段为背景，开展局部缩尺静力和疲劳模型试验，并结合有限元分析钢混结合段的应力分布、滑移开裂及疲劳性能。研究结果表明：最不利工况下，结合段钢构件应力沿横向分布不均且边箱处最大，沿纵向在承压板处产生突变，承压板传力作用显著；最大负弯矩工况下，钢构件的实测应力在1.8倍逐级加载过程中均呈线性变化。钢混间最大滑移仅为0.065 mm,结合段钢混间协同变形良好；挠度结果反映结合段具有良好的刚度并整体呈弹性受力状态；混凝土段顶板于1.4倍最大负弯矩加载时开裂，1.8倍加载下裂缝纵向分布形态表明结合段受力优于钢过渡段。活载最不利工况下，边箱顶板处为主要疲劳敏感区域，钢过渡段水平隔板在疲劳165万次后发生开裂，其余钢结构未开裂；混凝土在疲劳50万次后即开裂，但裂后劣化并不显著；剪力钉和PBL连接件抗疲劳性能良好。钢混结合段具有良好的承载能力及抗疲劳性能，传力合理，可为类似结构提供参考。     

动车组撒砂装置振动规律及影响因素线路试验研究

为探究动车组撒砂装置在实际运营条件下的振动疲劳特性，开展撒砂装置及构架端部的振动加速度和应力线路测试；研究不同运行线路、车轮镟修前后和不同速度工况下撒砂装置的振动和应力传递规律，分析轮轨激励影响；基于实测应力，计算疲劳关键点在1 500万km应力谱下的疲劳损伤。结果表明：撒砂装置及构架端部的垂向振动水平最高；京广线某区间撒砂装置的垂向振动加速度和应力能量峰值均约为广深线某区间的3.8倍；镟轮后撒砂装置的振动加速度和构架端部应力能量峰值可分别降低约67%和68%；撒砂装置振动加速度和应力较高的主要原因为轨道板周期性不平顺冲击，主频约为66.9 Hz，与轨道板冲击振动频率和结构的1阶固有频率相近；基于某线路区间应力数据获得的构架端部焊缝测点1 500万km损伤大于1，若动车组长期在该恶劣工况下运行，结构将可能出现振动疲劳失效。     

HXN5型机车气缸盖螺栓断裂故障分析及无损检测方法

在高速重载的情况下,机车零部件所承受的载荷变大,导致零部件在交变载荷的作用下产生疲劳损伤。当疲劳损伤累积到一定程度,超过结构的损伤临界值时,零部件就会发生疲劳断裂,而影响机车的正常运用。对HXN5型机车气缸盖螺栓折断的疲劳断裂面进行分析,并针对气缸盖螺栓制定了检测方法,有效控制了气缸盖螺栓因疲劳裂纹的延续发展而造成的断裂故障。     

导电密封胶对不锈钢车体电阻点焊焊接性能影响研究

分析了电阻点焊原理,对相同的点焊搭接方式,分别采用3种工况进行焊接试验。3种工况分别采用相同焊接参数对搭接接触面涂导电密封胶和不涂导电密封胶的试件进行焊接;优化焊接参数后,对搭接接触面涂导电密封胶的试验件进行焊接。对3种工况下完成的焊接试件进行拉伸力检测试验、金相熔核尺寸检测和缺陷检测试验,对熔核直径、拉伸力、熔核内部缺陷的试验结果进行分析。试验结果表明:导电密封胶对电阻点焊的焊接性能存在影响;通过适当优化焊接参数,可以提高涂导电密封胶试件的焊接性能,焊接质量能够满足产品焊接要求。