基于动态服役性能的制动夹钳单元强度评价研究

针对制动夹钳单元的结构强度,根据IEC 61373—2010中对冲击和振动等的相关服役性能要求,提出了一种结合极限动态工况强度校核和随机振动疲劳损伤校核的综合评价方法。利用该方法对某型动车组用制动夹钳单元关键承载件的最大冲击应力响应和随机振动疲劳损伤进行了分析,并通过相关试验验证了该方法分析的有效性。     

随机振动疲劳分析方法在高速铁路车辆上的应用

铁路车辆转向架上的某些零部件受到的随机振动激扰易引发结构共振而导致疲劳破坏,这种振动疲劳与结构动力学、随机振动和疲劳损伤理论都密切相关。文章依据武广线上实测的加速度激励谱,根据Dirlik模型对某高速动车组辅助安装座进行了随机振动疲劳评估,找到了结构的薄弱位置,其疲劳寿命满足2000万km的运营要求。频域振动疲劳分析方法考虑了结构的动态响应,可以用.于高速动车组转向架零部件结构的疲劳评估。     

基于频域法的高速列车转向架附属设备随机振动疲劳寿命评估方法研究

近年来，基于频域法的随机振动疲劳寿命评估方法因具有简洁性和计算高效性的优点而被广泛运用到实际工程中。但是频域法模型的种类繁多，在相同的应力功率谱下使用不同频域法模型得到的疲劳结果有很大差异，因此，对某一结构在特定载荷和响应谱条件下的频域法模型进行研究是极具意义的。文章以高速列车转向架的附属设备作为研究载体，基于IEC 61373:2010标准，运用雨流循环计数法和傅里叶逆变化时域模拟方法，提出了一种适用于转向架附属设备的随机振动疲劳寿命频域法计算模型。设置了3组加速度功率谱载荷下的随机振动疲劳试验，将各种频域法模型计算得到的疲劳寿命和试验寿命进行了对比。结果表明，文章所提出的模型计算疲劳寿命与随机振动疲劳寿命试验值的误差最小，验证了常用频域法模型和文章提出的频域法模型的准确性和有效性。     

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。     

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。     

某城轨车辆充电机疲劳耐久性及冲击强度分析

文章以某城轨车辆充电机为研究对象,介绍其内部的结构布局,并按照IEC 61373-1999标准规定的模拟长寿命试验和冲击试验载荷条件,对建立的充电机虚拟样机进行随机振动疲劳耐久性和动态冲击强度仿真分析,最后利用实物样机的模拟长寿命试验和冲击振动试验对仿真结果进行验证。研究结果表明,该充电机的结构满足强度设计要求。     

基于SiPESC-HiPEM的高速列车车体随机振动响应分析

轨道不平顺是高速列车振动的主要激励源,其激起的列车系统振动具有典型的随机振动行为,其对列车运行的安全性、平顺性具有重要影响。针对此问题,利用虚拟激励法为核心算法的SiPESC-HiPEM计算百万自由度复杂三维车体弹性体的随机振动响应,并根据振动响应结果及疲劳累积损伤理论计算车体的疲劳寿命,其高效、精确的特点为高速列车动力学设计、性能预测提供了有效手段。     

地铁车辆转向架排障器疲劳分析

通过对某地铁线路车辆排障器动应力及加速度数据进行分析、处理,得到排障器加速度功率谱,并作为排障器随机振动疲劳分析的输入条件,对排障器进行随机振动疲劳分析,从试验结果可以判断,应用排障器实测数据进行有限元随机振动疲劳分析对排障器的结构优化、疲劳寿命提高具有重要指导意义。     

高速动车组制动夹钳结构振动失效模式及机理研究

利用线性动力学分析方法,获得了随机振动工况下高速动车组制动夹钳结构的应力响应分布并识别了失效风险位置.通过对失效风险位置进行应力功率谱分析,并结合线性累积损伤理论,预测了制动夹钳的失效模式.设计了相应的增强幅值随机振动破坏性实物试验,加速暴露了制动夹钳的结构失效,验证了理论分析结论的正确性,并进一步分析了结构失效机理.     

基于IEC 61373:2010的轨道交通列车车轮踏面清扫器振动冲击试验

介绍了轨道交通列车车轮踏面清扫器的结构与功能.参照IEC 61373:2010的要求,对实车采集的振动载荷进行了等效计算.设计了试验方案,对踏面清扫器进行了横向、纵向和垂向等3个方向的模拟长寿命振动试验、冲击试验和功能性随机振动试验.结果 表明,在目前的试验条件下,踏面清扫器各零部件未出现明显裂痕,性能未受到影响.     

普通平车运输100m长钢轨的车辆承重仿真研究

以换长为1.5的普通平车运输100m长钢轨的装载加固方案为例,运用大型有限元分析软件ANSYS,建立考虑车辆中央悬挂和相邻车辆高差的车辆承重有限元仿真模型,计算典型工况下车辆载重、车辆转向架承重和车辆转向架承重差。仿真结果表明,车辆的各项承重指标满足《铁路货物装载加固规则》技术要求,并通过了运输试验验证。     

上海地区软土的循环累积孔压模型

基于上海地区饱和软土动三轴试验成果;通过对累积孔压和累积变形影响因素及发展规律相似性进行分析,将Parr提出的循环累积变形方程进行转换,引入动强度参数并提出等效循环动应力水平概念,建立能综合考虑列车荷载循环次数、静偏应力和和动偏应力耦合作用、固结方式等影响因素的上海地区软黏士累积孔压模型.结合试验结果对模型进行验证,确定不同试验条件下模型中试验常数.结果表明:模型能够较好地反映多种因素对软土循环累积孔压影响.模型仅适用于正常固结软黏土且循环应力比大于循环应力比阈值而小于临界循环应力比的情况.为提高模型计算和预测精度,用室内试验确定模型中试验常数值时,应采用跟现场实际相符的加载和固结条件.     

轮对系统随机动态分叉研究

运用随机平均法对轮对系统的随机分叉行为进行研究,对比亚临界和超临界分叉2种典型轮对系统随机动态分叉的差异,分析动态分叉与Hopf分叉的区别,定义全局随机临界速度,提出新的失稳判定方法。结果表明,随机激扰对轮对系统的稳定性影响很大,在随机激扰的作用下,轮对系统的临界速度会随着随机激扰的强度增大而显著降低,当轮对仅受轨道随机激励时随机激扰对稳定性的影响不大,但遇到大风等强激扰环境时,随机激扰的影响将不可忽视。随机动态分叉点对应的速度可作为全局随机临界速度,且最大Lyapunov指数法可作为新的失稳判定方法。     

加载波形对LZ50车轴钢疲劳裂纹扩展行为的影响

在三角波、正弦波、方波3种加载波形下对LZ50车轴钢紧凑拉伸试样开展疲劳裂纹扩展试验,采用扫描电镜观察断口形貌,并结合试验数据分析加载波形对裂纹尺寸增量和扩展速率的影响。结果显示:加载频率较高时,疲劳裂纹扩展行为对波形的敏感性较低,断口形貌基本相同;加载频率较低时,波形对疲劳裂纹扩展行为的影响增大,断口形貌出现差异;稳态扩展区以疲劳条带为主要扩展机制,三角波加载下的疲劳条带间距明显小于其他2种波形,其失稳扩展区形貌以韧窝为主,且韧窝较其他2种波形下的小且浅。同时,基于LS-DYNA软件和节点位移外推法对CT试样在3种加载波形下的应力强度因子进行计算和分析。结果表明:仿真分析波形对疲劳裂纹扩展的影响机制与试验结果基本一致。     

横向地震作用下车辆−板式无砟轨道系统随机振动分析

地震波本质为非平稳随机过程。为了准确分析地震波对车辆?轨道系统非线性振动行为及动力可靠度的影响,基于车辆?轨道动力相互作用模型、轨道不平顺概率模型和概率密度演化方程,建立考虑轨道随机不平顺作用的横向地震?车辆?轨道系统随机分析及可靠度计算模型。以地震波演化功率谱模型为例,峰值加速度取为1.96 m/s2,对地震和轨道不平顺联合作用下的车辆?轨道系统随机响应进行数值分析。研究结果表明:当考虑轨道不平顺和地震波的联合作用时,车体横向加速度和轮轨横向力较仅考虑地震波作用下的系统响应增大约10.92%和24.97%;轨道随机不平顺与地震随机波的耦合将进一步增大结构动力响应的离散性,故而开展地震和轨道随机不平顺的联合分析是必要的。     

钢筋混凝土空心梁疲劳性能试验研究

对6根大比例钢筋混凝土空心梁进行静载和疲劳性能试验研究,每根梁取不同荷载幅度,研究不同疲劳次数下梁受压区混凝土和受拉区的钢筋的应变、梁的跨中挠度以及裂缝发展情况,得到不同的疲劳荷载应力幅作用下钢筋混凝土空心梁的疲劳寿命;根据试验结果拟合得到钢筋混凝土空心梁疲劳荷载作用下的S-N曲线,为由钢筋混凝土空心梁构成的桥梁结构寿命预测提供依据。对钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后的钢筋进行静力学性能试验研究,了解钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后钢筋力学性能的退化情况。     

动车组用螺栓重复使用可行性探讨

为探究动车组设备吊装用螺栓是否存在重复使用的可能性,在实验室内进行了螺栓的机械性能、反复加载、镀层耐腐蚀性、疲劳寿命等多项试验,获得了反复加载时力矩与夹紧力的变化规律。试验结果表明,在控制加载力矩或对镀层再处理的条件下,螺栓具备重复使用的可行性。     

某特大桥梁钢吊箱结构随机动力响应分析

根据随机振动原理,对某特大型桥梁6号钢吊箱进行随机动力响应分析;通过对比静、动力分析的结果,总结波浪荷载作用下钢吊箱的受力特性.研究结果表明,钢吊箱考虑附连水质量时,结构自振频率降低,但其动力响应并不大,建议设计吊箱时根据结构的安全性要求,乘以1.1～1.3的安全系数.     

基于显式积分技术求解大变形橡胶减振元件非线性准静态刚度的方法

将实验测试时间作为计算的加载时间,能够得到与试验等效的橡胶件准静态刚度曲线;金属部件的模拟采用不影响计算时间步长的刚体单元代替可变形的有限单元,可将计算时间缩短20倍;质量缩放因子取2.3×109,泊松比取0.495,对橡胶件的体积可压缩性进行软化,以达到缩短计算时间和保证计算精度的目的;设置橡胶材料的黏性,能够抑制求解过程中出现的数值振荡现象.仿真计算分析与实验结果表明:与隐式积分技术相比,采用显式积分技术能够使大变形工况下橡胶减振元件非线性准静态刚度仿真计算的收敛性提高30％,而动能与内能之比仅为1.5％;在橡胶件垂向压缩量为0～30mm时,采用显式积分技术得到的仿真计算结果与实验结果基本吻合,误差仅为5.5％.研究结果表明,显式积分技术适合用于橡胶件开发过程中对其大变形工况下准静态刚度的仿真计算.     

地铁车辆司机室空调机组低压故障分析及解决方案

针对上海轨道交通13号线司机室空调机组低压故障原因进行分析,并将故障件返厂测试、装车运行测试后,对所有分析的可能原因进行逐一排查,最终锁定影响司机室空调机组低压故障的主因,并针对主因提出解决措施。通过对硬件与软件的优化,整改后司机室空调机组运行状态良好,优化效果显著。