高速动车组轴箱弹簧有限元分析与特性研究

以高速动车组轴箱弹簧为研究对象,利用软件Hyper Mesh建立弹簧有限元模型。考虑弹簧支撑圈与工作圈在大挠度情况发生接触,对接触区进行网格细化。将该模型导入软件ABAQUS中进行有限元计算分析,通过静应力标定试验进行验证。结果表明,有限元分析结果和静应力标定试验结果比较一致,相对误差在允许范围内,验证了有限元计算模型的正确性。采用有限元分析与弹簧最大应力计算公式相结合的方法,推出轴箱弹簧刚度特性曲线,并通过曲线的线性拟合,得出其刚度值为352.1 N/mm。分析轴箱弹簧发生疲劳断裂位置,获得该位置当量应力与接触应力随弹簧挠度变化的应力曲线,得出最大接触应力为164.6 MPa,验证了接触应力对端部接触区当量应力具有较大影响。因此在制造过程中,可以调节支撑圈与第1工作圈间隙来减少接触应力的影响。     

高速动车组轴箱轴承累积损伤与疲劳寿命研究

轴箱轴承作为列车走行部件中重要核心部件之一,保证其在运用过程中的安全性和可靠性,合理预测其寿命对高速动车组线路正常运营及列车安全具有重要意义。本文将轴承部件引入到车辆-轨道耦合模型中,构造更为接近真实运用条件下的轴承动力学模型。基于此模型,根据L-P理论和Palmgren-Miner理论对轴箱轴承进行损伤计算和寿命分析,研究车速、轨道激扰、曲线半径等因素对轴承寿命的影响。研究结果表明,车速和轨道激扰对轴箱轴承的累积损伤和疲劳寿命影响明显,车速越快,损伤越大,损伤增长速率越大,轴承寿命缩短;轨道激扰越大,损伤越大,损伤增长速率越大,轴承寿命缩短。相较于车速和轨道激扰,曲线半径大小对轴箱轴承的累积损伤和疲劳寿命影响较小。     

高速动车组铝合金轴箱体

阐述了高速动车组铝合金轴箱体的选材、载荷条件、仿真计算和动应力测试等内容,分析了铝合金轴箱体在降低簧下质量、增大强度裕量、提高滚动轴承使用寿命方面的优势。     

基于NSGA-Ⅱ遗传算法的高速动车组轴箱弹簧可靠性稳健设计

为提高高速车辆零部件的可靠性和稳健性,结合可靠性优化设计理论和稳健设计方法,将可靠性灵敏度融入轴箱弹簧的可靠性稳健优化设计模型中,并将其归结为多目标优化问题。采用NSGA-Ⅱ遗传算法对数值算例进行计算,获得其Pareto解,根据经验和目标函数的重要性从中选出优化设计最满意的解。分析结果表明:在轴箱弹簧进行可靠性稳健优化设计后,降低了弹簧的质量,提高了弹簧的可靠性,同时使弹簧的可靠性对各基本设计参数的灵敏度数值明显降低,轴箱弹簧的安全可靠性和稳健性得以提高,验证了该设计方法的实用性和有效性。     

高速动车组轴箱轴承温升故障分析

针对高速动车组轴箱轴承在夏季运营时部分车辆轴箱轴承出现超过温度限值的现象,从轴承的设计制造、轴承装配状态、轴承润滑状态、新旧牌号油脂对比试验及线路试验等方面进行了调查分析,结果显示:轴承油脂的性能可能是导致轴承温升故障的主要因素,采用新牌号油脂能够降低轴承温度约5~10℃,表现出降低轴承温升故障的潜力。     

动车组轴箱弹簧检修周期优化可行性分析

对动车组轴箱弹簧的结构与功能、现行检修规程、运用修与高级修发现的主要问题、检修周期延长可行性等方面进行了分析。通过实车跟踪试验,论证了动车组用轴箱弹簧高级修周期间隔由60万km延长至120万km的可行性。     

高速动车组分体式轴箱体强度分析

高速动车组分体式轴箱体在列车运行过程中承受复杂载荷,充分考虑分体式轴箱体及轴箱体连接螺栓的强度,建立分体式轴箱体有限元模型,分析了分体式轴箱体及轴箱体连接螺栓的静强度;建立高速动车组多刚体动力学仿真分析模型,在此基础上提取轴箱体载荷谱,基于损伤力学方法进行了分体式轴箱体疲劳寿命预测.分析结果表明:分体式轴箱体最大等效应...     

高速动车组轴箱轴承温升原因探究

针对检修维护中存在的轴箱轴承温升故障问题,采用系统的故障分析方法探究了轴承温升原因,提出了应对措施,优化了轴承温升监控标准。     

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.     

高速动车轴箱轴承疲劳寿命计算方法

针对轴承疲劳寿命预测问题,考虑游隙和离心效应的影响,将ISO 281:2007标准计算方法与Lundberg和Palmgren计算方法开展对比研究;考虑轴承内部在轴承承受复合载荷下的载荷特征,以及滚动体的影响,将L-P和改进的L-P方法开展对比研究。基于Python编程计算含有(5+3 n)个自由度的双列圆锥滚子轴承拟静力学模型,得到动车轴箱轴承的内部载荷特征和轴承的疲劳寿命结果。结果表明:轴承内部载荷值随着轴承负游隙值的增大而增大;当列车运行速度发生变化时,轴承内部的载荷分布情况变化不大;ISO 281:2007标准方法所得寿命结果最大,且负游隙越大,L-P方法与ISO 281:2007标准方法相比所得寿命差值较大;改进的L-P方法分析计算出的寿命值最小,且负游隙大小不影响改进及未改进L-P方法所得寿命的比值。     

高速列车制动盘裂纹现状调查分析

对我国高速列车“中华之星”及“先锋号”上用的制动盘裂纹现状进行全面调查。分析了制动盘裂纹剖面的宏观形貌特征,并对制动盘裂纹萌生和扩展机理进行探讨。发现裂纹剖面宏观形貌特征与制动盘疲劳裂纹扩展规律之间存在一定的关联,为制动盘寿命评估提供了新的思路。     

高速动车组车轴材料及疲劳设计方法

随着车辆运行速度的提高,车轴所承受的垂直载荷和水平我荷也相应增加,为解决车轴材料选择及疲劳强度设计问题,结合欧洲和日本在高速铁路动车组车轴疲劳设计上的原理和经验,研究出适合中国高速铁路用车轴的材料、热处理和疲劳设计方法.     

高速列车及提速列车车钩缓冲装置研究

根据提速及高速列车对车钩缓冲装置的基本要求 ,分析了国产车钩缓冲装置的结构、存在问题 ;并对比国外高速列车采用的车钩缓冲装置的结构与特点 ,提出了对装用于高速列车及提速列车的国产车钩缓冲装置的改进内容与建议。     

高速列车空心车轴全尺寸疲劳试验方法研究

高速列车空心车轴的主要失效方式为疲劳失效,因此疲劳性能是车轴研制和生产中至关重要的考核指标,欧洲EN标准规定了车轴疲劳性能指标和疲劳试验的基本要求。现基于EN标准,研究制定了国内高速空心车轴全尺寸疲劳试验方法,并首次进行了国产车轴的疲劳试验。主要探讨了疲劳试件设计、考核截面位置的确定、以及疲劳载荷计算等问题。同时,分析和研究了EN标准F1轴疲劳性能指标的含义,为F1轴疲劳载荷的确定提供了依据。高速车轴疲劳试验方法的探讨和疲劳试验结果表明,所确定的试验方法及其技术要求是合理可行的。本研究对高速车轴的疲劳试验技术、及制定国内相应试验规范有一定的参考意义和实用价值。     

高速列车运行控制系统的研究

列车运行控制系统是保证列车安全，高效运行的重要设备，以成功应用于广深线时速达２００ｋｍ．ｈ＾－１的Ｘ２０００及国产动力集中动车组上的速度分级控制系统为例，介绍系统原理、系统构成及该系统所采用的适用于广深化线的各种控车模式。     

高速铁路弹条疲劳对其扣压力的影响

高速铁路弹条长期在循环荷载作用下工作,不可避免地出现疲劳,弹条的疲劳将对其扣压力产生影响。本文以WJ-7型扣件弹条为例,首先对弹条进行静力试验分析,运用应变电测法测量出弹条在不同的安装预紧力作用下其危险部位的等效应力大小,得出弹条较为合理的安装预紧力为25 kN;然后使用疲劳试验机对弹条施加3种循环荷载分析其扣压力的损失,并根据疲劳试验结果给出了不同循环荷载作用下弹条扣压力与弹条中圈位移间的关系式。     

高速列车速度与技术

列车速度提升对应着一系列关键技术问题。结合中国高速铁路的大量理论研究与工程实践,针对速度提升后系统强耦合作用与高速轮轨关系、耦合振动与车体模态设计、高速列车头型气动设计、高速列车地面效应等技术问题进行阐述,应用系统动力学的研究思路与方法,提出相关解决方案,并对高速列车持续运行的系统可靠性问题进行探讨。     

基于弓网电弧动态模型的高速列车弓网电弧产生机理

分析了高速列车弓网电弧产生的机理,结合受电弓和接触网间的离线时间、材料缺陷、电腐蚀等问题,解析了弓网电弧与高速列车安全的关联机制。依据电弧理论的动态模型算法,推导了Cassie模型和Mayr模型的理论公式,并论述了这两种模型的适用条件和应用范围。提出了高速列车弓网电弧方面目前仍存在的问题及未来电弧研究的展望。