实施国家标准《轨道交通 机车车辆设备冲击和振动试验》的探讨

GB/T 21563—2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》修改采用IEC 61373:2010《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》,同时引用了IEC 61373:1999 《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》中的加速度比例系数,即GB/T 21563—2018中有2种模拟长寿命振动试验量级,执行标准时需要根据实际情况裁剪使用加速度比例系数。通过梳理动车组、机车、客车、货车及地铁车辆等相关标准中引用冲击和振动试验标准的情况,分析试验频率、加速度有效值等易引起争议的参数,为用户、制造商及试验机构编制冲击和振动试验大纲提供参考。     

一种地铁车辆排障器随机振动频域疲劳分析及优化

地铁车辆排障器安装于转向架前端,主要用于清除轨道障碍物,保证车辆正常运行。安装位置及轨道不平顺带来的轨道激扰容易导致排障器的结构疲劳断裂。采用随机振动频域疲劳分析方法,能够有效地找出结构疲劳薄弱位置。根据计算结果优化结构,优化后的计算结果满足GB/T 21563—2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》和IEC 61373:2010《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》标准要求。     

气候-风洞空气动力学--机车车辆空气动力学试验

自 2 0 0 3年初起 ,世界上最大的铁路机车车辆气候 风洞试验室在奥地利维也纳的阿森纳尔铁路技术试验中心投入运用。该试验室除了可为机车车辆及其部件进行舒适性、安全性和可靠性提供多种多样的气候试验设备之外 ,还为空气动力学课题提供了一个宽广的试验研究平台。文中介绍了机车车辆及其部件的外部空气动力学试验方法 ,指出了空气动力效应对机组和车厢内部空间的影响 ,提出了极限气候条件组合试验方法及对气候 风洞试验的要求     

机车车辆检验站电机电器试验室环境试验能力介绍

铁道部产品质量监督检验中心机车车辆检验站电机电器试验室目前拥有高低温交变湿热箱、高温试验箱、低温试验箱、盐雾试验箱等试验设备。可进行高温、低温、恒定湿热、交变湿热、温度/湿度组合循环、恒定盐雾、交变盐雾试验，能够满足按以下标准的要求对相关产品进行试验。试验设备型号、名称及主要技术指标见表1。     

机车车辆设备振动冲击试验系统的技术研究

阐述了机车车辆设备力学环境试验要求,给出了机车车辆设备振动冲击试验系统的技术条件,分析了实现技术条件所面临的技术难点,提出了试验系统的解决方案.基于该方案而研制的大型振动冲击试验系统通过了计量检定与试验验证,各项技术指标均达到或超过设计要求,满足机车车辆设备系统级产品的试验要求.     

解读GB/T 21563—2018《轨道交通 机车车辆设备 冲击和振动试验》

介绍GB/T 21563—2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》修订的背景、修订基本原则和主要修订内容。修订内容主要包括:范围、试验顺序、被试设备的安装和取向、模拟长寿命振动试验条件、冲击试验条件等5个部分。重点阐述标准修订的核心内容——提出2种模拟长寿命振动试验严酷等级,以便制造商和用户根据实际情况裁剪使用;同时将"采用实测振动环境数据制定试验剖面替代标准试验剖面""采用冲击响应谱替代经典冲击""采用多轴振动替代单轴振动"等新的冲击振动试验技术和思想引入标准之中,以顺应技术发展趋势。     

对IEC 61373中模拟长寿命试验量级的分析

从疲劳损伤模型的选择上,对比分析IEC 61373《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》2010版和1999版中模拟长寿命试验量级的差异性,对IEC 61373:1999中试验量级高于IEC 61373:2010的原因给出理论依据和解释。认为IEC 61373:2010更加符合机车车辆实际运行环境,试验检测时可避免过度试验对设备造成的损坏。据此提出对机车车辆设备模拟长寿命试验量级的选择建议和对标准的修订建议。     

关于IEC61373《轨道交通 机车车辆设备 冲击和振动试验》修订的介绍

2010年,IEC61373《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》的修订版发布。修订版与1999年版的主要不同点是,增加了降低振动疲劳试验等级和3轴方向同时加振的试验内容。结合标准审查过程中反映出的意见,概括介绍修订的内容,同时对修订中变化较大的振动疲劳试验等级计算方法进行解释。     

动车组高压电连接器结构强度分析及验证（上）

动车组高压电连接器组件较多，组件之间的相互作用对电连接器整体结构强度有一定影响。为保证动车组高压电连接器的可靠性，应用ANSYS Workbench有限元仿真软件计算应力。计算结果表明：高压电连接器所有组件在静态载荷作用下受到的最大应力，均小于其材料屈服强度，整体结构满足强度要求。依据GB/T 21563—2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》要求，对高压电连接器开展振动和冲击仿真试验。仿真试验结果表明：在静态工况下，高压电连接器整体结构满足强度要求；在动态载荷作用下，高压电连接器能够抵御工作环境中振动和冲击应力的影响。     

动车组高压电连接器结构强度分析及验证（下）

动车组高压电连接器组件较多，组件之间的相互作用对电连接器整体结构强度有一定影响。为保证动车组高压电连接器的可靠性，应用ANSYS Workbench有限元仿真软件计算应力。计算结果表明：高压电连接器所有组件在静态载荷作用下受到的最大应力，均小于其材料屈服强度，整体结构满足强度要求。依据GB/T 21563—2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》要求，对高压电连接器开展振动和冲击仿真试验。仿真试验结果表明：在静态工况下，高压电连接器整体结构满足强度要求；在动态载荷作用下，高压电连接器能够抵御工作环境中振动和冲击应力的影响。     

地铁车辆轴端接地装置优化

由于地铁车辆轴端接地装置绝缘盘采用玻璃纤维增强不饱和聚酯材料（SMC）固化成型,在运行过程中又承受较大的冲击和振动,导致绝缘盘螺栓孔周边出现开裂现象。为避免绝缘盘在运行过程开裂失效,提出结构和材料优化方案。采用金属过渡盘与绝缘垫叠加的结构,将轴端接地装置绝缘与承载功能分离。绝缘垫选取强度高、韧性好、环境耐受性更好的PA66玻纤增强复合材料,并采用注塑成型工艺成型。优化后的轴端接地装置通过了功能振动试验、模拟长寿命振动试验、冲击试验等3类试验。试验结果表明,强度满足GB/T 21563—2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》要求。     

机车车辆锂离子蓄电池试验方法

锂离子蓄电池由于高能量密度等优势被应用在铁路及城市轨道交通机车车辆上。介绍机车车辆锂离子电池组的内部连接方式。结合机车车辆锂离子电池组特点,基于GB/T 21413.1—2008 《铁路应用机车车辆电气设备第1部分:一般使用条件和通用规则》等标准,提出其检测试验要求及具体检测方法,包括绝缘耐压试验、充放电试验、冲击和振动试验、电磁兼容试验,为锂离子蓄电池检测提供依据。     

关注人物

唐克林，1982年毕业于西南交通大学机械系内燃机车专业，历任铁道部机务局助理工程师、工程师，副处长、处长，现任中国南方机车车辆工业集团公司副总经理兼总工程师、专家委员会常务副主任、教授级高级工程师。他多年来一直从事机车车辆技术的管理工作，亲自主持并参与了轨道交通装备尤其是提速、高速及重载机车车辆的系统研究、开发、试验及运用考核工作。     

轨道交通车辆座椅防火标准分析及启示

介绍EN 16989:2018 《轨道交通铁路车辆防火成品座椅防火性能试验》标准实施背景。基于成品座椅燃烧试验设备、试验样件、试验过程及其考核指标等,对比分析EN 16989:2018,EN45545-2:2013+A1:2015《轨道交通机车车辆防火第2部分:材料和零件防火性能要求》和CJ/T 416—2012《城市轨道交通车辆防火要求》 3个标准中的成品座椅燃烧试验方法及其差异,为轨道交通车辆座椅防火设计及其试验验证提供技术指导。     

对IEC轨道交通牵引系统组合试验标准的研究(上)

我国国家标准GB/T 25117(所有部分)—2010《轨道交通机车车辆组合试验》分别等同采用或修改采用标准IEC 61377(所有部分)《轨道交通机车车辆组合试验》。目前IEC新标准IEC61377:2016《轨道交通机车车辆牵引系统组合试验方法》已发布实施。在我国国家标准修订前,存在IEC新标准和我国国家标准共存的情况。通过研究IEC新标准与旧标准的异同点及存在的问题,为实施IEC新标准,修订我国国家标准提供指导。     

变流器柜体随机振动疲劳分析

当受到动态载荷时,结构易出现振动疲劳现象,需采用频域疲劳分析手段来考虑结构的动态响应。以某变流器为研究对象,对变流器柜体有限元模型进行频率响应分析,以获得输入和结构应力之间的传递函数;根据频率响应分析结果及标准GB/T 21563-2008《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》规定的ASD(加速度频谱密度)谱,进行频域的随机振动疲劳寿命预估。通过仿真成功地分析了振动试验中出现的问题,验证了仿真结果的准确性。     

对IEC轨道交通牵引系统组合试验标准的研究(下)

我国国家标准GB/T 25117(所有部分)—2010《轨道交通机车车辆组合试验》分别等同采用或修改采用国际电工委员会(IEC)标准IEC 61377(所有部分)《轨道交通机车车辆组合试验》。目前IEC新标准IEC 61377:2016《轨道交通机车车辆牵引系统组合试验方法》已发布实施。在我国国家标准修订前,存在IEC新标准和我国国家标准共存的情况。通过研究IEC新标准与旧标准的异同点及存在的问题,为实施IEC新标准,修订我国国家标准提供指导。     

轨道交通综合试验系统的规划研究

通过分析我国既有环行铁道试验基地现状和我国铁路及城市轨道交通发展的需求,提出轨道交通综合试验系统的规划设计应遵循系统性、通用性和可靠性3个原则,研究以既有环行铁道试验基地为基础的轨道交通综合试验系统的建设方案。提出在既有大环试验线内侧平行修建内环试验线、利用既有京承线修建高速综合试验线、利用环形铁道试验基地周围3条铁路(京包线、沙通线、京承线)修建120 km长外环试验线的3条试验线方案。为提高试验系统的综合试验能力和试验数据的采集和集中处理能力,提出以无线通信和有线通信2种方式构建轨道交通综合试验通信系统和基地计算机网络信息中心的方案。以机车车辆实验室、通信信号实验室、工务工程实验室、运输物流实验室等为骨架,构建轨道交通国家实验室,开展机车车辆的型式试验和耐久性试验、通信信号设备的验收试验和综合试验、工务设施的特征及其破坏机理和工程措施试验、货物运输及物流试验等。     

变流器柜体冲击和随机振动试验的数值模拟

根据标准GB/T 21563-2008《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》,采用ANSYS有限元分析软件计算了随机振动环境下的响应,得到了结构的1σ、2σ、3σVonMises最大应力.利用材料的S-N曲线,并根据Steinberg提出结构在随机载荷作用下的响应是基于高斯分布和Miner提出的线性疲劳累计损伤理论,对设计的结构在给定随机振动环境下的疲劳寿命进行了预估.运用瞬态动力学分析方法模拟了冲击试验过程中的受力情况.     

轨道交通机车车辆牵引电传动系统组合试验标准解析

针对轨道交通机车车辆牵引电传动系统的组合试验用于验证电动机、变流器及其控制系统在组合系统中的匹配性特点,介绍组合试验标准IEC 61377,阐述试验项目实施及标准最新进展等方面情况。