长期服役运行条件下动车组转向架构架结构疲劳试验分析

为了研究高速列车持续运行对转向架构架结构疲劳可靠性的影响,选取京广线上运行的高速动车组进行了长期跟踪试验,采集得到了转向架构架动应力数据,并据此评估了动车组转向架构架结构的疲劳可靠性,为高速列车优化结构设计和修程修制提供了依据。     

转向架构架焊缝疲劳寿命评估的等效热点应力法

等效热点应力法是焊接结构疲劳可靠性分析的一种新算法,已经在小试件上获得了成功应用,在轨道车辆转向架构架这种大型焊接结构上还未见应用,文中将该算法应用于高速转向架构架上。通过建立某高速转向架构架的精细有限元模型,采用等效热点应力法计算转向架构架上若干关键焊缝的节点应力以及疲劳寿命,并与厚度方向积分热点应力法作比较。等效热点应力法具有计算简单,计算结果准确,效率高的特点,能够很好的应用于转向架构架这种大型焊接结构的疲劳寿命评估和结构设计。     

SS7E型电力机车转向架构架可靠性研究

分析了SS7E型电力机车转向架构架的结构及其受力,并结合疲劳试验和实际运用情况,运用ANSYS有限元软件对构架进行可靠性和安全性研究。4年多的实际运用和动应力测试表明构架可靠性满足设计要求。     

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。     

电力机车转向架车轴疲劳可靠性设计方法

以ＳＳ７Ｂ型电力机车转向架车轴为研究对象，研究了疲劳可靠性设计方法在电力机车转向架车轴上的适用性和可行性。首先应用了有限元分析软件计算了车轴的应力场，确定了关键部位。     

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。     

基于统计推断的转向架构架疲劳可靠性研究

介绍了一种基于统计推断进行结构疲劳可靠性评估的方法。以某型高速列车动车转向架构架为例,采用该方法得到了构架的扩展应力谱,分析了其疲劳寿命。     

200km/h电动车组动力转向架构架强度计算与分析

依据ＴＢ／Ｔ２３６８－９３《内燃、电力机车转向架构架静强度试验方法》，运用有限元方法对２００ｋｍ／ｈ电动车组动力转向架构架作了详细的强度计算，采用许用应力判别构构架静强度是否满足要求，采用疲劳极限图判别构架的疲劳强度是否满足要求，分析方法先进实用，为２００ｋｍ／ｈ电动车组动力转向架构架设计提供了重要依据。     

基于响应面法的三轴转向架构架抗疲劳可靠性优化

以三轴转向架构架为研究对象,对其进行了结构强度与关键焊缝疲劳寿命可靠性分析,在此基础上以主要壁板厚度为变量,考虑强度和疲劳寿命可靠度约束建立转向架构架抗疲劳轻量化模型,并采用缩小空间响应面近似优化法进行求解。优化后构架减重约4.3%,将不确定性因素考虑进结构优化过程中,优化结果更加合理。     

提速客车转向架动应力分布拟合的研究

结构应力分布状态的确定是结构进行疲劳强度评估和可靠性设计的重要依据。通过在全程实测提速客车转向架构架关键部位应力－时间历程的基础上，对其进行雨流记数后，利用可靠性理论，通过合理的分组得到测点应力的直方图和失效率图，以此为依据详细分析了提速客车转向架构架关键部位动应力分布特征，得出了我国提速机车车辆转向架构架在即有线路上运行时的应力特点是小载荷占绝对主导地位，并服从截尾正态分布。然后利用非线性单纯形最优化方法求得应力分布的分布的分布参数，最后得到提速客车转向架应力分布规律。     

基于疲劳设计的高速客车转向架构架优化设计

提出了基于疲劳设计的优化设计方法，即将Goodman疲劳极限线图作为优化分析中的约束条件之一以实现优化设计与疲劳设计的结合，并以某高速客车转向架为例，运用该方法进行优化，得到了同时满足静强度和疲劳强度的构架轻量化设计。     

HX_D1F型电力机车转向架

以HXD1型电力机车转向架为基础设计了HXD1F型电力机车转向架,这是我国首批自主研制的一种30吨轴重电力机车两轴转向架,对于提高我国铁路货运能力有标志性意义。文章介绍了这种货运转向架的技术参数和结构特点,简述了构架、车轮、车轴强度计算与动力学计算结论。     

HXD2型电力机车转向架构架焊接收缩量分析及应用

HXD2型电力机车为大功率交流传动机车,转向架构架是机车的重要部件之一。通过对HXD2型电力机车转向架构架侧梁、牵引端梁和端梁焊接收缩量的分析,了解焊接收缩量,并就其在200km／h客运电力机车转向架构架工艺准备中的应用进行探讨。     

基于APDL的高速电力机车转向架构架有限元优化

基于APDL的有限无忧化设计方法．对高速电力机车转向架构架进行优化设计分析．得到的轻量化构架的结构受力更加合理、应力分布更加均匀．实现减重4．4％．可以满足静强度、疲劳强度和振动模态的要求。     

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。     

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。     

基于刚柔耦合系统的关键零部件动应力仿真和疲劳寿命计算

应用刚柔耦合系统动力学方法，将铁道车辆关键零部件如客车转向架构架、货车转向架交叉杆组成等作为柔性体，通过模态综合方法融合在车辆多体动力学模型中，再通过车辆动力学仿真分析，获得关键部件上危险点的动应力。根据整个寿命周期内车辆不同运用工况的组合，获得相应危险点上的动应力谱，最后应用疲劳损伤准则，进行疲劳寿命计算。作为算例，应用该方法对配装转K6型转向架的交叉杆组成进行了疲劳寿命评估。     

考虑构架弹性的高速货车转向架构架疲劳寿命预测

文章旨在探索方案设计阶段评估高速货车关键零部件的疲劳寿命的方法.以新设计的高速货车转向架构架为研究对象,在方案设计完成后,依据柔性多体系统动力学建立构架为柔性体的柔刚耦合动力学模型.运用典型工况的动力学仿真,获得构架上动应力的分布和危险节点的动应力时间历程.依据线性疲劳损伤准则,按照全寿命周期的运用工况,评估新设计的构架的疲劳寿命.这样,在设计阶段就能发现方案的缺陷,减少开发成本和时间.     

ABB—HENSCHEL通用高速径向调节转向架

为了适应高速内燃和电力机车、动车发展的要求，开发了ＡＢＢ－ＨＥＮＳＣＨＥＬ通用高速径向调节转向架，文中介绍了对种转向架提出的要求、技术性能、结果原理、制动装置、新颖的集成式总体牵引驱动装置和悬挂装置的结构、径向调节装置的设计以及对转向架测试的结果。这种转向架具有普遍的适用性。     

构架弹性振动对疲劳寿命影响研究

近年来国内地铁车辆转向架构架多次发生弹性振动问题,弹性振动对构架疲劳寿命的影响已引起高度关注。现对国内某型地铁车辆转向架构架动应力进行测试并对数据进行时域和频域分析,得到了构架上发生弹性振动测点的动应力特点;在建立构架有限元模型的基础上,计算了构架自由振动频率,结果表明构架实际线路运用中弹性振动频率与其某阶固有频率一致;对测试数据采用去除振动主频率的方法,得到去除弹性振动后测点的动应力时间历程及分布特性,结合雨流计数法、S-N曲线并应用Miner线性疲劳累计损伤理论,得到发生弹性振动和去除弹性振动情况下构架上不同部位测点的等效应力幅值及疲劳寿命,进而获得构架弹性振动对疲劳寿命影响特性。研究结果表明,发生弹性振动后,构架局部位置疲劳寿命将大幅下降,可降至原设计寿命的1/3。