基于力法的动车转向架构架参数化设计

基于结构力学中的力法原理, 对动车转向架构架结构几何尺寸进行参数化设计, 利用Microsoft Visual C⁺⁺6.0实现程序化。根据构架设计的原始参数、UIC 615-4—2003标准规定的计算载荷和载荷工况及制造材料的许用应力, 确定构架的总体尺寸和不同截面的几何尺寸, 分析动车转向架构架在各个载荷工况下的最大名义应力。通过计算应力与许用应力的比较, 检查构架结构尺寸的合理性。计算结果表明: 在构架结构方案设计过程中, 根据UIC 615-4—2003和EN 13749—2005标准的规定, 载荷工况1~13的von-Mises应力小于制造材料16Mn的许用应力230 MPa, 载荷工况14的von-Mises应力小于制造材料16Mn的屈服极限345 MPa, 构架的静强度满足设计的要求, 因此, 应用参数化设计可以快速有效地确定构架的结构几何尺寸, 提高构架的设计效率。     

高速轮对空心轴式转向架驱动制动单元系统分析

系统地分析了高速轮对双空心轴式动力车转向架驱动制动单元的组成、结构特点及悬挂方式,对转向架运行过程中单元的运动情况作了详细的计算分析,证明了这种新型驱动方式在实现牵引电机体悬的同时,能够满足高速动力车转向架运动关系的要求。     

高速万向轴式动力车转向架的参数研究

介绍了一系定位刚度对蛇行临界速度、二系悬挂刚度对平稳性能的影响，以及各类减振器阻尼对动力学性能的影响。总结出了高速动力车转向架的参数选择原则和各主要参数的优化范围。     

高速客车转向架悬挂参数分析

为了全面考察转向架悬挂参数对高速客车行车安全性和乘坐舒适性的影响规律,为高速客车转向架悬挂参数的合理选取提供理论依据,首先从时域内分析了一、二系悬挂参数对高速客车动力学性能的影响,然后从频域内分析了二系悬挂参数对车体振动模态的影响.仿真计算与分析结果表明:合理设置一系纵向和横向定位刚度和二系抗蛇行减振器结构阻尼参数即可基本实现转向架较高的临界速度;减小二系横向刚度而适当增大二系横向阻尼可提高高速客车的横向平稳性;为了改善高速客车的垂向平稳性,一、二系垂向减振器阻尼都不宜选取过大.     

高速客车转向架悬挂参数分析

为了全面考察转向架悬挂参数对高速客车行车安全性和乘坐舒适性的影响规律,为高速客车转向架悬挂参数的合理选取提供理论依据,首先从时域内分析了一、二系悬挂参数对高速客车动力学性能的影响,然后从频域内分析了二系悬挂参数对车体振动模态的影响.仿真计算与分析结果表明:合理设置一系纵向和横向定位刚度和二系抗蛇行减振器结构阻尼参数即可基本实现转向架较高的临界速度;减小二系横向刚度而适当增大二系横向阻尼可提高高速客车的横向平稳性;为了改善高速客车的垂向平稳性,一、二系垂向减振器阻尼都不宜选取过大.     

轮对安装偏角对高速铁道车辆动力学性能的影响

为了考察轮对初始安装偏角对高速铁道车辆动力学性能的影响,本文先从理论上分析了初始安装偏角下轮对的受力情况以及安装偏角对轮对行进过程所产生的影响,并通过多刚体动力学分析软件SIMPACK建立了我国高速铁道车辆的动力学模型,分别对车辆第一位轮在不同安装偏下的直线和曲线通过情况进行了仿真研究,研究表明：第一位轮对的初始安装偏角将使车辆的第一和第二位轮对的平衡位置偏离轨道中心线,且发生反向偏转,降低行车安全性;小偏角对平稳性影响不大,但偏角超过1 mrad后将对平稳性造成较大影响;安装偏角将对车辆曲线通过性能造成一定的负面影响,且影响随偏角的增大而增大,因此对于高速列车还应尽量减小轮对的初始安装偏角,尽量将其控制在1 mrad以内。     

独立轮对耦合转向架导向性能

提出了一种新型的独立轮对转向架方案——独立轮对耦合转向架.理论分析表明,独立轮对耦合转向架不仅在曲线上具有很好的径向调节功能,而且在直线上也具有良好的复位性能,说明独立轮对耦合转向架能解决独立轮对的导向问题.建立了独立轮对耦合转向架的动力学仿真模型,以分析该转向架的动态导向性能.仿真结果与理论分析结果吻合.     

磁流体耦合轮对转向架动力学性能的研究

建立了磁流体耦合轮对转向架车辆的动力学计算模型。利用数值模拟方法对转向架的动力学性能进行了动态仿真计算，找出了磁流体耦合轮对转向架前后轮对的耦合度对动力学性能的影响规律。通过对传统固定轮对转向架、独立车轮转向架、磁流体耦合轮对转向架动力学性能的比较，发现合理选取转向架前后轮对的耦合度可提高转向架的动力学性能。     

面向过程的刀具参数化设计

介绍了面向工程设计过程的刀具参数化设计系统的实现方法和技术。主要研究了用Ｄｅｌ－ｐｈｉ中的树状显示控件构造集设计方法、数据信息、图形库为一体的数据库结构和方法,将设计过程中的行为和对象统一用数据库记录来表达。以实例讨论了其软件实现的技术。     

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.     

基于人机工程学的高速动车组新头型优化设计

在高速列车头型设计工作中,综合考虑速度能力及司机室人机工效等设计要素,基于司机室驾驶空间与作业安全、人机工程学标准等设计原则,确定了新头型头部设计约束条件,进而采用三维变量化技术建立了高速动车组头型的参数化模型,所研究的头型设计方法有助于提升实现高速动车组设计能力.     

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。     

货车转向架清洗机连续射流高压喷嘴设计

分析了高压连续射流工作中的各种射流载荷和影响高压冲洗效果的主要因素,指出了高压清洗中,对污垢的冲刷起主导作用的是动压强和剪切力;影响高压冲洗效果的关键因素是喷嘴射流作用在物体上的冲击力.进而提出了用于货车转向架清洗机的高压喷嘴设计方法,给出了一个设计实例.     

应用参数化技术开发预应力钢束设计CAD系统

论述了参数设计技术的基本概念,对预应力钢束设计的方法进行了分析研究。在此基础上,建立了钢束纵向及横向设计参数模型,详细探讨了预应力钢束设计ＣＡＤ系统中参数化设计的实现方法。     

基于特征的高速列车铝合金车体断面参数化建模

针对高速列车铝合金车体断面结构复杂、设计周期长和建模效率低等特点,提出了一种基于特征的高速列车铝合金车体断面参数的建模方法.引入特征概念,定义车体断面型材的特征及其拓扑关系,采用CATIA系统中CAA二次开发技术,对车体断面的轮廓和车体断面型材的特征进行参数化建模,建立车体断面型材的特征库,通过车体断面的骨架进行自动装配设计;最后以某型车铝合金车体断面参数化建模为例验证该方法的正确性和有效性.     

基于Creo2.0配管模块的4400马力调车机车转向架配管设计

对机车转向架配管系统做了简要介绍,采用Creo2.0三维设计软件管路模块和新型卡套式管接头,对铁道部重点项目4400马力调车机车转向架管路系统进行虚拟设计,并在生产中成功实现,证明了三维配管的优越性.为各种机车的转向架三维配管提供经验借鉴.     

客车空气悬架结构件参数化设计系统研究

将产品级参数化设计方法和实例推理技术运用到客车空气悬架设计中,分析了并构建了空气悬架的产品级参数化模型。在UG平台上,建立了典型客车空气悬架实例库及其参数化模板,通过UG二次开发工具设计界面,在Visual C++环境中结合COM组件与Access 2007数据库技术,开发了客车空气悬架的结构件参数化设计系统。通过实例介绍了参数化设计过程,建立客车空气悬架的参数化模型,结果验证了该参数化设计系统的有效性。