机车径向转向架技术综述

改善机车曲线通过的运行品质，提高机车运行速度，降低钢轨和轮缘磨耗，延长转向架使用寿命，是世界各国追求的目标，径向转向架技术是实现上述目标的有效措施，介绍了一些国家在机车上采用的径向转向架的结构方案及其特点，希望对我国径向转向架的研究与开发有所帮助。     

车辆径向转向架发展及其动力学特性

解决转向架曲线通过性能和横向稳定性之间的矛盾一直是车辆动力学长期研究的课题，采用常规转向架无法同时满足二者的要求。径向转向架的出现有效地解决了这一矛盾，其既能保证转向架曲线通过性能的要求，又能改善其横向稳定性。简要介绍了国内外车辆径向转向架的发展及其应用概况，并阐述了迫导向、自导向径向转向架的导向机理及其基本结构，建立了迫导向转向架、自导向转向架和一系柔性定位转向架的统一横向动力学模型，通过计算机仿真对一系柔性转向架和径向转向架的曲线通过性能和直线稳定性进行了分析和比较。动力学模拟计算表明，应用径向转向架是降低曲线上轮轨磨耗和提高直线上稳定性的有效措施，适合运用在摆式列车及曲线较多的既有线提速客车上。     

机车径向转向架运动的基本方程

从机车径向转向架的基本型式出发，分析了这种转向架杠杆系统的运动原理及力学特性，阐述了机车径向转向架的设计原则。为便于进行曲绕通过性能分析，提出了机车径向转向架的三参数定位原理，分析了牵引中的轮对导向机理，建立了曲线通过的基本方程。并利用以上研究结果，对机车径向转向架的曲绕通过性能进行定量分析。     

重载货车迫导向径向转向架的设计

针对国内货运快速重载化发展所产生的车辆系统动力学问题,基于自导向径向转向架和迫导向径向转向架的设计原理,参照Scheffel自导向径向转向架,在转K6型交叉支撑转向架的基础上,对自导向径向转向架和迫导向径向转向架进行结构设计,并将这三种低动力转向架的曲线通过性能进行对比分析.结果表明,所设计的迫导向径向转向架相比自导向径向转向架和转K6型交叉支撑转向架在轮对冲角、轮轨横向力、脱轨系数、整车磨耗功率方面具有性能优越性,并且具有良好的蛇行稳定性,说明对迫导向径向转向架的结构设计是合理的.     

机车自导向径向转向架的牵引与导向

使用径向转向架是为了解决曲线通过时轮缘磨耗而提出的一种解决方案,是提高山区运行速度很有前途的一种设计,但是由于机车需要靠轮对传递牵引力,其径向转向架在导向机理以及结构实现方面与车辆径向转向架都有很大的不同。本文对不同驱动扭矩下传统与径向转向架的冲角、脱轨系数、扰动角及纵横向作用力进行了计算,从而得出了存在牵引力情况下对自导向径向转向架导向的影响。      

机车转向架焊接构架轻型化评定和疲劳强度分析

提出Ｂｏ－Ｂｏ轴式机车转向架焊接构架轻型化评定准则,根据构架整体结构有限元法分析结果,用边界元法分析了构架侧梁下盖板横向对接焊缝的应力分布,讨论对接焊缝因其根部未焊透引起的应力集中和降低承受拉应力的对接焊缝应力状态的可行性方案,比较理论分析与疲劳强度试验结果,边界元法能较为准确地评述焊缝区域的应力分布状态。     

摆式列车迫导向径向转向架的设计

介绍了我国首列内燃摆式列车客车迫向径向转向架开发的理论依据,所要满足的技术目标,主要参数及转向架的总体结构形式,分析了迫导向径向转向架的结构和工艺特点。     

机车自导向径转向架的牵引与导向

使用径向架是为了解决曲线通过时轮缘磨耗而提出的一种解决方案，是提高山区运行速度很有前途的一种设计。但是由于机车需要靠轮对传递牵引力，其径向转向架在导向机理以及结构实现方面与车辆径向转向呆都有很大的不同。本文对不同驱动扭矩下传统与径向转向架的冲角、脱轨系数、角及纵横向作用力进行了计算，从而得出了存在牵引力情况下对自导向径向转向架导向的影响。     

机车焊接构架变形矫正的弹塑性有限元分析

基于数值仿真手段,对机车焊接构架变形的机械矫正过程进行了弹塑性有限元分析,得到了构架在侧梁焊接挠曲变形值为5 mm时,机械矫正需要施加的最大压力,矫正过程中结构的位移变化情况以及矫正结束后塑性应变的分布区域等结果.计算结果与实际经验基本吻合,表明在矫正之前的数值仿真对结构变形机械矫正的正确实施有重要的指导作用.     

摆式客车自导向径向转向架方案设计与结构优化

探讨了摆式客车转向架方案选案,提出一种适合摆式客车运用的径向转向架方案,转向架为自导向径向转向架,倾摆机构采用４摆杆机构加机电式作动器的模式,为簧间摆结构,文中还对主要部件构架和摆枕进行了优化研究。     

摆式客车迫导向径向转向架导向机构参数研究

简要介绍了摆式客车迫导向径向转向架的基本结构,并分析了迫导向径向转向架的基本原理,根据摆式额车及迫导向径向转向架的特点,建立整车动力学仿真模型,利用编制的计算机仿真程序,对迫导向机构的关键参数进行了优化选择,为摆式客车迫导向径向转向架的工程化设计提供了理论计算依据。     

An Experimental Study on Bogie Frame of a High Speed Electrical Locomotive

For the dynamics of wheel/rail and car body, lightweighting of bogie frames is one of main concerns of designers. Lightweighting of the bogie frames may reduce the fatigue strength and life, especially in heavy haul and high-speed conditions. In this work, full-scale fatigue and fracture experiments are performed to meet the design requirements of bogie frame of a high-speed electrical locomotive. Multi-axial stress-states of some dangerous points are found both in service and numerical calculation. The Von-Mises equivalent stress criterion is used to evaluate the strength. Then crack initiation and propagation detected during the test are described. The reason why the crack growth rate may become slow in the weld structure of the bogie frame is explained using a residual stress concept. Miners accumulative damage rule and P-S-N curve are used to predict the life of the bogie frame under fatigue and fracture tests. The experimental approach and theoretical analysis give satisfactory results and design information.     

摆式列车径向转向架优化设计及I-DEAS算法

针对我国首创的摆式列车径向转向架,不仅结构复杂,受力状态也相当复杂的现状,在讨论了著名的I-DEAS软件的优化算法之后,对摆式列车径向转向架的构架进行了优化设计.优化设计模型中,不仅考虑了应力约束,还考虑了位移约束及设计变量界限约束.优化设计结果表明,不仅降低了局部应力集中,同时又满足了刚度要求.     

摆式列车径向转向架优化设计及I—DEAS算法

针对我国首创的摆式列车径向转向架,不仅结构复杂,受力状态也相当复杂的现状。在讨论了著名的Ｉ－ＤＥＡＳ软件的优化算法之后,对摆式列车径向转向架的构架进行了优化设计。优化设计模型中,不仅考虑了应力约束,还考虑了位移约束及设计变量界限约束。优化设计结果表明,不仅降低了局部应力集中,同时又满足了刚度要求。