铁道车辆关键部件的疲劳寿命分析

基于对某出口动车转向架构架垂向减振器座静强度对比分析结果,利用有限元应力应变方法、材料的S-N曲线和动力学模拟得到的载荷时间历程,对垂向减振器座疲劳寿命进行仿真对比分析,进一步对该减振器座作了结构改进。静强度分析和疲劳预测都证明结构改进是合理的。     

新型高速客车构架的疲劳寿命数值仿真分析

文中采用了一种预测结构构件疲劳寿命的新方法－疲劳寿命数值分析方法。在计算机虚拟的现实环境下，以计算机辅助设计（CAD）有限元法（FEM）和多体系统动力学软件（MBSDS）为基础，对新型高速客车构架的疲劳寿命进行分析。用MBSDS计算作用在转向架构架上的随机动载荷，再用有限元法给出动载荷下转向架构架上详细的动应力分布。根据这些动应力，应用MSC／FATIGUE软件，分析预测构架的疲劳寿命。根据疲劳为数值仿分析的结果可知，新型高速客车构架有足够的疲劳强度，而根据放大载荷谱而得到疲劳寿命分布图。可直观的判断出转向架构架的疲劳寿命薄弱位置，可以快速比较新型转向架不同设计方案的疲劳性能的优劣，可以在设计阶段判断零部件的疲劳寿命薄弱位置，可以通过修改设计预先避免不合理的寿命分布。因此，疲劳数值仿真方法能够减少产品的试验样机数量，缩短开发周期，降低开发成本，提高市场竞争力。疲劳数值仿真方法必将在我国高速列车的研制和发展中起到越来越重要的作用。     

基于双参数雨流法的地铁车辆转向架构架寿命评估

采用双参数雨流法对在线实测的地铁车辆转向架构架载荷时间历程进行计数统计,分离出完整的应力循环和半循环,表征了构架服役过程的随机载荷谱块。根据名义应力法理论及miner疲劳损伤累积理论,估算出了地铁车辆转向架构架的疲劳寿命。分析结果表明,测点处的寿命为13.4年左右。     

基于雨流计数法的转向架结构疲劳寿命评估

为验证轨道交通车辆转向架构架服役条件下的安全性,对转向架构架各工况下的工作状态进行仿真分析,得到转向架构架的薄弱点位,并以此为依据对转向架构架布置应力传感器测量构架各点位的实际疲劳应力。依据雨流计数法对转向架构架各测点的实测数据进行处理,得到转向架构架各测点的16级载荷应力谱,利用该载荷应力谱根据线性累积损伤理论对转向架构架的疲劳寿命进行寿命评估,可为同类车辆结构的疲劳寿命评估、设计优化和使用维护提供参考。     

基于虚拟样机技术的机车车辆结构疲劳寿命仿真

提出一种多体系统仿真和有限元分析相互结合进行虚拟样机疲劳寿命预测的方法.该法用于处理随机动载荷作用下转向架构架的疲劳设计.作用在复杂结构上的时变动载荷历程可以通过应用多体系统分析软件SIMPACK的多体仿真技术获得.在ANSYS中利用单位载荷作用下的准静态应力/应变分析技术计算结构危险节点应力及关键区域.模态分析技术用来获得结构固有频率和模态振型.基于危险应力状态(包括单轴,成比例和非比例多轴)、动载荷时间历程以及Palmigren-Miner损伤理论.最后利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法进行标准时域的结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数,损伤预测和最终寿命估计.     

提速转向架焊接构架疲劳寿命的实用分析方法

评估随机载荷作用下焊接构架的疲劳强度,并开展随机载荷下焊接构架疲劳寿命及可靠性研究。提出焊接构架疲劳控制部位的确定方法。开发用于采集应力时间历程的多通道、能连续十几小时工作的数据采集系统,研究了多种提高数据可靠性技术。建立基于累积破坏率的非线性二维疲劳累积操作准则及可靠性分析判据,在此基础上建立疲劳寿命及可靠性分析模型。对焊接构架用16MnR钢两种常用接头进行了系统的疲劳试验研究,得出接头疲劳性能数据曲面。对提速客车所用的209HS型转向架焊接构架的疲劳寿命及可靠性进行分析计算,得出可靠度为50%条件下大约可以运用5 75年;在99%的可靠度下,只能运用2 47年的结论。     

基于随机载荷谱的构架疲劳强度研究

考虑构架结构弹性振动的影响,基于随机载荷谱的方法对转向架构架进行疲劳寿命分析.为了定性地检验随机疲劳寿命的正确性,将计算得到的疲劳寿命薄弱区与基于UIC方法理论计算及试验得到的疲劳强度危险区进行比较.对比结果表明,两种方法得到的构架疲劳危险区域基本一致,而基于随机载荷谱的疲劳分析方法预测出构架疲劳寿命更保守.     

基于动应力试验的转向架构架疲劳寿命预测

对某地铁车辆转向架的构架进行了在线动应力试验,通过试验得到了实测的应力—时间历程,根据疲劳危险点的选取原则选出几个疲劳危险测点对其进行评估,然后运用雨流法对疲劳危险测点的应力—时间历程进行循环计数后编制出二维应力谱,最后结合存活率为95%的16Mn钢试样疲劳P-S-N曲线,应用Miner线性疲劳累积损伤理论对该地铁转向架构架进行了疲劳寿命的预测。     

高速列车转向架构架结构的疲劳可靠性模型

为了准确评估高速列车转向架构架的疲劳可靠性,通过转向架构架相同材料焊缝结构的多级小样本疲劳试验数据,得到指定寿命下疲劳强度分布的概率密度函数;采用双参数雨流计数法,根据实测构架结构的复杂随机应力—时间历程曲线编制构架的应力谱,再按照Miner准则和疲劳损伤等效原则计算对应的恒幅对称循环等效应力,并由此拟合得到高速列车服役寿命下等效应力分布的概率密度函数;根据得到的构架疲劳强度分布函数和等效应力分布函数,以等效应力小于疲劳强度为疲劳破坏判据,建立高速列车转向架构架的等效应力—疲劳强度可靠性模型。以某型高速列车转向架构架横侧梁连接处为对象,基于焊接结构疲劳试验和长期跟踪测试试验数据,对模型进行验证。结果表明:模型可用于评估构架的疲劳可靠性,可为焊接构架结构的进一步优化及全寿命周期管理提供依据;该型高速列车转向架的构架结构在1 200万km总运行里程的服役寿命下,其可靠度达99.36%,安全系数较高。     

提速货车转K2型转向架侧架疲劳寿命预测

在建立C64K货车非线性系统动力学模型的基础上,对该货车在沈大线上运行的过程进行仿真研究,得到转K2转向架侧架动态载荷的时间历程曲线;通过建立转K2转向架侧架有限元模型,计算单位载荷下各部位应力,从而得到转向架侧架危险截面部位在典型线路的概率疲劳应力谱,为预测转K2转向架侧架的疲劳寿命提供依据.研究表明:转K2侧架的疲劳寿命最低点均在导框内弯角处,转K2转向架侧架在可靠度为95%和99%时所对应的疲劳寿命分别为689×104 km和490×104 km.     

带差速机构的跨坐式单轨车辆性能研究

借鉴轨道交通车辆差速控制技术,在跨坐式单轨车辆走行系统上增设差速机构,可使左、右走行轮以不同转速通过曲线,从而达到改善车辆动力学性能、降低走行轮磨损的目的。建立了带差速机构的跨坐式单轨车辆耦合动力学模型。与常规单轨车辆相比,带差速机构跨坐式单轨车辆在曲线工况下走行轮的纵向力、回正力矩降幅明显,车辆动力学性能更优,车辆走行轮磨损也得到有效控制。     

地铁车站下沉式冷却塔工作环境研究及优化

采用MRF(多重参考系模型)法模拟不同的布置方式对下沉式冷却塔工作环境的影响。模拟结果表明:随着下沉深度增大、塔进风口间距减小,以及塔进风口与下沉坑墙壁间距减小,冷却塔出风热羽流越易受环境风速及冷却塔进口负压影响,回流率越高。影响回流率的因素由大到小依次:下沉深度,塔进风口间距,塔进风口与下沉坑墙壁间距。考虑土建成本和电机噪声影响,建议适当减小下沉坑尺寸、增加下沉深度;并对由此带来的较高回流率提出了两种改善方案:在风筒上安装70cm具有消声功能的渐缩导风管或直导风管。模拟结果表明,渐缩管对出风热羽流的改善效果优于直管段。     

城市轨道交通桥梁与铁路客运专线桥梁刚度设计标准的比较分析

车速的逐步提升和旅客对乘坐舒适性的要求使得桥梁的设计思路已从过去的强度设计转化为刚度设计。对比分析了《城市轨道交通桥梁设计规范》和《新建时速200～250公里客运专线铁路设计暂行规定》中桥梁的适用条件和刚度标准,并简述了其对实际桥梁设计的影响。     

基于降低悬挂式单轨车辆侧滚的结构参数优化研究

根据悬挂式单轨车辆的结构特点,通过多体动力学软件ADAMS建立悬挂式单轨车辆动力学模型。以车辆走行轮、导向轮、吊架、空气弹簧、中心销、横向拉杆、横向减振器等结构参数作为设计变量,结合多目标优化软件Mode FRONTIER和单因素敏感性分析方法,探索了影响悬挂式单轨车辆侧滚的因素,并甄别出影响悬挂式单轨车辆侧滚的主要因素;针对影响车辆侧滚的主要因素,确立将车辆具有良好的曲线通过性和运行稳定性作为约束条件,建立了以车辆侧滚为目标的优化数学模型,采用第二代非劣排序遗传算法为优化方法,进行了以车辆侧滚最优为目的的优化研究。优化结果表明:在满足给定的约束条件下,当单轨车辆各参数达到最优解时,车辆侧滚角减小了6.3%～11.4%。     

复合式TBM在重庆地铁工程中的应用综述

从重庆地铁工程的特点出发,介绍重庆地铁工程的TBM选型、复合式TBM的特点及其工程适应性;并通过分析认为,在重庆地区块石性杂填土区和不良岩层地质带采用复合式TBM不仅难以发挥其优势,而且存在多种风险;结合笔者自身工程经验和类似工程经验,介绍重庆地铁工程复合式TBM的应用现状。     

重庆轨道交通P+R换乘研究

根据重庆道路交通现状及重庆城市轨道交通发展状况,分析重庆轨道交通发展P+R换乘的可行性。并提出对P+R车场管理的若干建议。     

川渝间修建快速铁路的思考

川渝两地是我国西部开发中最为重要的两制高点 ,为充分发挥川渝两地在整个西部大开发战略中的重要作用 ,必须在抓好现有交通基础设施建设的同时 ,作好未来交通的规划 ,以利社会和经济持续健康发展。川渝间高速公路和高等级公路目前已基本成网 ,但铁路发展不能满足需求。未来除需建设遂 (遂宁 )渝 (重庆 )铁路外 ,还应尽早规划 ,适归建设成渝间高速铁路。只有成渝间高速铁路建成后 ,才能真正解决成渝间大量的旅客运输 ,明显缩短旅行时间 ,为川渝间的交流提供便捷的交通运输工具     

重庆铁路枢纽东环线CTCS-2信号列控系统贯通方案研究

本文基于重庆铁路枢纽的总体规划,研究了枢纽内与东环线相关的既有、在建及拟建铁路的技术标准,结合高速铁路运输需求,对重庆枢纽东环线列控系统配置进行了分析,提出了能充分利用东环线改善枢纽内运输组织方式和提高信号系统安全的可行方案,可为进一步规划实施重庆枢纽信号系统建设提供有益参考.     

浅谈重庆市轨道交通后续建设线路的制式选择

阐述重庆市轨道交通已建成线路值得再次思考的地方,并进行细致的分析,对现有普通钢轮钢轨系统在重庆的适应性提出看法.结合重庆山地城市的特点,提出适合其轨道交通制式的选择思路.根据国内外已建项目的经验,分析几种优化山地城市轨道交通的途径.最后,对重庆后建线路的制式选择提出建议.     

轨道交通长大线路存在的 问题及思考

在借鉴国内外有关研究的基础上,深入分析重庆原规划轨道交通长大线路存在的问题,认真总结国内外其他城市在解决轨道交通长大线路方面的经验,针对重庆特有的空间结构特征,提出轨道快线的概念,并阐述轨道快线实施的可能性。