SS7E机车新轴箱拉杆设计

以SS7E型电力机车轴箱拉杆为研究对象,为适应提速需要,在安装空间、接口不变的前提下,对老结构产品进行改进.刚度及疲劳试验结果表明:新结构完全满足主机厂纵向和横向刚度要求,具有更长的疲劳寿命.新结构保证了机车一系定位刚度,满足更高速度的运行.     

两种不同环境下预应力混凝土梁疲劳破坏试验对比分析

以我国目前普通铁路既有线上32 m跨度全预应力混凝土简支T梁为工程背景,通过12片1/6预应力混凝土模型梁非腐蚀环境和腐蚀环境下疲劳试验,对预应力混凝土梁疲劳破坏形态进行研究,对其破坏机理进行分析,结果表明非腐蚀环境下,恒、活载跨中弯矩在0.45Mu时为配筋合适的预应力混凝土梁疲劳破坏时的临界荷载点(Mu为跨中静载极限弯矩,临界点以疲劳寿命为200万次进行定义),超过该临界点后,需要适时加固;腐蚀环境下,梁底普通钢筋锈蚀后(预应力筋不锈蚀),疲劳损伤程度随锈蚀率增大而增大,锈蚀率越大疲劳寿命越短;锈蚀率7%为腐蚀疲劳破坏的临界点(临界点以疲劳寿命为200万次进行定义),超过腐蚀临界点以后,需要对预应力混凝土梁进行加固。两种不同环境下预应力混凝土梁疲劳破坏试验对比分析结果表明,预应力混凝土梁中非预应力筋虽然对静载承载力贡献不大,但是对疲劳抗裂作用明显,设计中应保证非预应力钢筋配置充足,包括充足的细密的箍筋、侧面纵向补充钢筋和梁底纵向抗裂钢筋、锚下螺旋钢筋等非预应力筋,以便分散裂缝宽度,提高疲劳破坏时的延性。     

日本进行高疲劳次数的钢轨寿命评估研究

正目前钢轨的定期更换是基于对轨底的疲劳损伤进行寿命评价。在推定疲劳寿命时,是采用200万次相应强度以下低应力区S-N曲线的中间密纳法则(S-N曲线斜率的1/2密纳法则与修正密纳法则之间),而有关低应力区的疲劳试验资料是很少的。本研究是对使用多年的钢轨进行低应力区高疲劳     

某城际列车齿轮箱结构振动疲劳寿命预测研究

齿轮箱结构是动车组转向架传递动力学的核心部件,近年来,随着我国动车组运行速度的不断提升,载荷频率也随之提高,齿轮箱箱体结构因振动而导致的疲劳开裂现象屡见不鲜.针对高速运行条件下某城际列车齿轮箱箱体结构的振动疲劳问题,采用刚柔耦合动力学仿真的方法进行分析.首先建立齿轮箱箱体结构有限元模型,计算模态并与试验测试的模态结果进行对比验证模型的有效性,然后将齿轮箱箱体做成柔性体,建立刚?柔耦合整车动力学模型,为了考察轨道高频激励对齿轮箱振动疲劳的贡献,在轨道不平顺中加入短波不平顺,以轨道不平顺为激励进行线路运营情况模拟,计算对比了原结构和改进方案的疲劳寿命,结果显示改进结构的疲劳寿命较原结构有较大的提升,满足1200万km设计使用寿命的要求.     

末端间隙对货车转向架弹簧疲劳寿命的影响

文章分析了料径为24 mm,材质为60Si2CrVAT的K6转向架外圆弹簧1在疲劳试验时,疲劳次数达到80. 3万次时发生断裂的原因。分析结果表明,弹簧工作圈与支撑圈之间的末端间隙过小是导致疲劳失效的主要原因;提出将弹簧末端间隙提高到弹簧工作圈间距的0. 3～0. 35倍的改善措施,并进行弹簧疲劳试验验证,所有弹簧均达到300万次以上的疲劳寿命。     

焊接残余应力对对接接头疲劳裂纹扩展的影响

为提供一种考虑焊接残余应力重分布效应的疲劳裂纹扩展数值模拟方法,并以此研究焊接残余应力对对接接头疲劳裂纹扩展的影响,采用热弹塑性有限元法计算焊接残余应力,再基于计算机图形学与等参元逆变换提出应力映射技术,并借助该技术将计算的应力映射到疲劳裂纹扩展分析模型.采用NASGRO方程,考虑焊接残余应力的重分布效应,研究焊接残余应力对疲劳寿命的影响.研究结果表明:1)即使是很小的焊接残余拉应力也可能对材料疲劳寿命造成显著的降低.相反,很小的焊接残余压应力也可能显著地提高材料的疲劳寿命,本算例不到10％材料屈服强度的焊接残余拉/压应力,将疲劳寿命降低了/提高了25％/75％以上;2)焊接残余拉应力对疲劳寿命的影响随着应力的增大而增大,但增大的比例随着应力值的增大而显著减小;3)残余压应力对疲劳寿命的影响程度要比同值的拉应力影响大.此外,根据研究结果还给出了一些降低焊接残余应力不利影响及提高材料疲劳性能的工程建议.     

基于载荷加载次序的疲劳寿命预测改进模型

针对Corten-Dolan模型中关键参数d难以确定的问题,在Corten-Dolan模型和既有改进模型引入小载荷、损伤程度和应力状态的基础上,进一步考虑相邻2级载荷的先后次序影响,采用增加应力比系数及将载荷加载次序的影响、损伤程度的影响分别作为独立的影响因素2种不同的方法对参数d进行修正,基于此建立2种Corten-Dolan改进模型。根据常用材料(标准45号钢)焊接接头、合金材料(标准16Mn钢)焊接接头以及Q235B钢焊接接头的试验数据,对前述2种改进模型的疲劳寿命预测有效性和可行性进行验证。结果表明:与传统Miner模型和既有Corten-Dolan改进模型对比,无论是在2级载荷作用下还是在多级载荷使用下,2种改进模型在进行焊接材料疲劳寿命预测时均具有较高的预测精度,且因模型的数学表达式较为简单,无需多层迭代计算,便于应用实际工程中焊接结构的疲劳寿命预测。     

超声冲击对转向架用16MnR钢焊接接头疲劳性能的影响

采用HJ2-Ⅱ型超声冲击枪,对转向架用16MnR钢的焊接接头表面进行超声冲击处理.利用EHF-EM200K2-070-1A疲劳试验机,采用较低载荷频率(低于10 Hz)对16MnR钢焊接接头超声冲击前后的疲劳性能进行对比试验.试验结果表明:在疲劳寿命为2×106时,焊接接头试样在超声冲击处理前后的疲劳强度分别为265和325 MPa,提高了22.6％;超声冲击处理后焊接接头的疲劳寿命是处理前的51～59倍.经过超声冲击处理后,焊接接头焊趾处的应力集中程度和焊接残余应力降低,表明超声冲击处理对提高16MnR钢焊接接头疲劳性能具有显著的效果.     

多次返修焊对S355J2W＋N钢焊接接头中值疲劳寿命的影响

通过试验研究,分析了多次返修焊对S355J2W＋N钢MAG焊接接头中值疲劳寿命的影响.结果表明,2次返修焊、4次返修焊和6次返修焊的接头中值疲劳寿命与未返修的接头相比分别下降了21％、26％和41％,即随着返修焊次数的增加,接头中值疲劳寿命有下降的趋势.断口分析表明,疲劳断口明显分成裂纹源区、裂纹扩展区和最后断裂区3部分,裂纹源一般起源于表面或近表面缺欠.     

CRTSⅡ型板式无砟轨道张拉锁件疲劳性能研究

利用ANSYS有限元分析软件,对无砟轨道相邻轨道板间的纵向连接件——张拉锁件进行虚拟疲劳仿真分析,在较短的时间内获得了该零件的预测疲劳寿命。同时通过大量疲劳试验,发现张拉锁试件疲劳合格率不高,近半数达不到200万次疲劳循环次数的要求,应引起重视。     

铁道车辆橡胶弹性元件设计仿真与校验

通过详细介绍一种铁道车辆转向架用橡胶关节的结构设计与疲劳试验设计过程中运用虚拟样机仿真分析的技术手段,说明设计仿真中利用有限元仿真分析技术和实际试验相关联的方法确定产品结构参数;利用车辆系统动力学仿真分析技术和随机载荷统计分析技术确定产品的载荷条件和疲劳载荷谱,通过实际疲劳试验校验设计仿真的可行性和可靠性。     

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.     

考虑硫化冷却效应的橡胶元件疲劳寿命预测方法

以有效应变为疲劳损伤参量,利用哑铃状橡胶试样的疲劳测试数据,建立了橡胶材料的疲劳寿命预测模型。以某型拉杆球铰为疲劳寿命预测研究对象,分别对考虑和未考虑硫化冷却效应的疲劳工况进行了有限元分析,并计算出对应的有效应变幅值。利用所建立的疲劳寿命预测模型对拉杆球铰的疲劳寿命进行了分析预测,并与疲劳试验结果进行了对比验证。结果表明,在考虑硫化冷却效应的基础上,以有效应变为损伤参量的疲劳寿命预测模型能够有效预测出球铰类橡胶元件的疲劳寿命。     

轨道车辆一系橡胶弹簧寿命延长研究

为了解和掌握一系锥形橡胶弹簧这类轨道车辆关键部件在实际线路运行 1个寿命周期(5年或60万km)后的真实变化情况,支撑后续该类部件寿命延长的研究及国产化,以某型轨道车辆用一系锥形橡胶弹簧为研究对象,通过对新造和实际线路运用满 1个寿命周期的样品进行测试,获得了其关键性能数据和橡胶材料数据.试验结果显示,经过1个寿命周期...     

表面改性剂对橡胶垫板动态性能的影响

通过掺加不同表面改性剂制作了5种配方试样,采用橡胶加工分析仪,材料疲劳试验机和冲击回弹试验仪,研究了有无表面改性剂以及不同种类表面改性剂对橡胶垫板动态性能的影响规律.研究结果表明:加入表面改性剂后,配方1(基准配方)到配方5(表面改性剂为LONSIL 4C)橡胶动静刚度比、损耗功和力学损耗角正切tanδ均依次减小;配方1到配方5储能模量依次减小,Payne效应越来越不明显;配方1到配方5橡胶材料回弹性依次增大;动静刚度比与损耗功、回弹性和tanδ均有很好的相关性.在试验室可以用测试回弹性或损耗功,或tanδ代替测试动静刚度比,以降低低动静刚度比橡胶垫板的研发成本.     

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.     

地铁扣件DI弹条安装受力分析及工艺优化改进研究

为了整治地铁扣件DI弹条扣压力不足、疲劳断裂、锈蚀等病害,通过建立DI弹条扣件系统有限元模型进行安装状态受力特性分析,同时对弹条生产的原材料、工艺参数、表面处理方式等进行优化改进,最后对采用新工艺生产的DI弹条进行扣压力、疲劳试验和盐雾试验,验证了优化措施的有效性。研究结果表明:弹程为10. 5 mm时,弹条最大等效应力值为1 400 MPa,发生在弹条后拱小圆弧内侧,此区域为弹条关键受力区;相比60Si2Mn,采用60Si2MnA弹簧钢为原材料的弹条扣压力从8. 17 k N提高至8. 79 k N,疲劳次数从503万次提高至541万次。最优的弹条生产工艺参数为:加热温度应为930～1 020℃,淬火温度应≥830℃,淬火介质应为32号机油,淬火介质温度应为60℃±20℃,回火设备应为网带式连续回火炉,回火温度为500～550℃。弹条表面经多元合金共渗处理后的综合性能最好。     

有限元法在机车车辆橡胶元件设计中的应用

介绍了橡胶作为超弹性材料在改善机车车辆动力学方面的重要作用、橡胶的基本力学性能、应变能函数和有限元法常用的几种本构模型及其不同的应用范围;再列举了几种典型机车车辆用橡胶零件的有限元分析和产品试验结果对比情况,包括应力、应变、产品的疲劳性能、刚度性能等.通过对橡胶弹性元件的有限元分析计算经验的积累,同时与试验结果结合起来对分析结果进行适当修正,完全可以达到降低开发成本、提高效率的目的.     

重庆单轨车辆用SYS450D型空气弹簧研制

介绍了重庆单轨车辆用空气弹簧的技术要求及结构特点,根据技术要求进行了结构设计,通过有限元计算确定了胶囊及橡胶堆工艺制造的关键参数,进行了承载力、垂向刚度、横向刚度、最大横向变形能力、最大外径、疲劳耐久性、耐压强度、耐环境性能等型式试验,并随后装车进行了线路动力学试验。试验结果表明,研制的空气弹簧满足技术要求,达到了替代原型空气弹簧的目的。     

关于高速列车轴箱拉杆涡杆式橡胶关节承载特性的探讨

分析了高速列车上的轴箱拉杆涡杆式橡胶关节的结构特点、成型方式、刚度匹配及产品疲劳特性,结果表明,涡杆式橡胶关节具有良好的刚度匹配特性,能够满足设计需要的疲劳寿命要求.