新型机车、动车组橡胶弹性元件的开发和研制

以新制造的大功率交流传动电力机车、内燃机车、高速动车组为对象，对新型机车、动车组转向架的橡胶弹性元件进行了开发和研制，对典型橡胶弹性元件的结构和性能进行了分析和研究。通过对新型机车、动车组转向架橡胶弹性元件的开发，我们得到许多启发：（1）对橡胶弹性元件进行变频、变载荷分阶段的地面型式试验，对其运用可靠性的评价才更科学，更能符合实际使用的要求；（2）大量采用欧洲、美国、日本等国际标准，既可以提高国内机车车辆转向架橡胶弹性元件的质量，又可以提高国内橡胶弹性元件的研发水平。     

低温对橡胶弹性元件传递率和固有频率的影响

研究低温对橡胶弹性元件传递率和固有频率的影响是改善转向架动力学性能的重要手段。简要分析了弹性元件低温效应,设计了一种弹性元件受迫振动试验方案,并与2种自由振动试验方案进行分析比对,重点通过受迫振动试验方案研究了温度为23℃、0℃、-20℃、-40℃对不同橡胶弹性元件传递率及固有频率的影响。研究表明:试验设计与实际工况一致,受迫振动试验更能准确反映出弹性元件的传递率和固有频率特性,随着温度降低,弹性元件的传递率变小,固有频率变大,在刚度合格且在非共振频率区,传递率越小减振效果越好,研究成果为高寒动车组转向架防共振设计、弹性元件的研发和试验起指导作用。     

金属-橡胶复合锥形弹簧的试验研究(待续)

对金属-橡胶复合锥形弹簧进行了型式试验、蠕变试验及高度测量试验，总结了一套比较合理的试验方法和数据处理方法，并对有关的试验数据进行了重点分析，从而对开发其他橡胶弹性元件起指导作用。     

大功率交流传动机车橡胶弹性元件

以引进大功率交流传动电力机车、内燃机车为对象,对引进机车转向架的橡胶弹性元件进行了开发,对典型橡胶弹性元件的结构和性能进行了分析和研究,认为对橡胶弹性元件进行变频、变载荷分阶段的地面型式试验,对其运用可靠性的评价才更科学,更能符合实际使用的要求;大量采用欧洲标准等国际标准,既可以提高国内机车车辆转向架橡胶弹性元件的质量,又可以提高国内橡胶弹性元件的研发水平.     

轨道车辆橡胶弹性元件燃烧性能与设计结构的关系

EN 45545-2:2000标准中列出了轨道车辆橡胶弹性元件的燃烧性能参数并要求测试试样的结构需与产品的结构保持相关性。文章通过试验研究表明，对于纯橡胶的弹性元件，燃烧性能随着橡胶厚度的不同而不同，橡胶厚度为6 mm左右时燃烧性能最差，随着橡胶厚度的增加而改善，当橡胶厚度超过15 mm后，改善效果不再明显；对于橡胶与钢板复合的弹性元件，橡胶厚度在15 mm以内时，钢板明显影响橡胶的燃烧性能，可使其燃烧性能参数MARHE、D_S,max大幅降低；对于橡胶与钢板叠层复合的弹性元件，对橡胶起到分隔作用的钢板能够明显改变橡胶的燃烧性能，钢板间距越小，改变程度越大，燃烧性能参数MARHE、D_S,max越小。因此，橡胶弹性元件的燃烧性能参数值与试样的形状和尺寸相关，即与产品设计结构相关，不应认为是橡胶材料的固有基础性能。     

橡胶弹性元件综合试验台的研制

介绍了橡胶弹性元件综合试验台的结构组成,液压系统以及测控系统软件、硬件的设计方案与功能。该试验台可用于各种橡胶弹性元件的性能研究以及型式试验,并可为国产化橡胶元件提供试验参数。     

齿式橡胶联轴器动力力学建模与分析

以一款齿式橡胶联轴器为研究对象,首先采用有限元软件对齿式橡胶联轴器的弹性元件进行动力分析,得到橡胶元件的恢复力-位移数据,其次运用拟合分解法建立了弹性联轴器恢复力的数学模型,其刚度系数和阻尼系数是关于位移振幅和频率的函数。最后分析了联轴器的幅频特性和扭矩传递系数,结果表明,弹性橡胶联轴器在有效传递扭矩的同时,表现出软弹簧的非线性特性。     

现代轨道交通用弹性元件的开发与应用

针对我国铁路运输高速、重载的发展带来的对弹性元件的新要求,株洲时代新材料科技股份有限公司采取了相应的改进措施,特别阐述了对弹簧的耐蠕变问题、耐疲劳问题、空气弹簧的耐老化问题,介绍了目前正在开发的几种橡胶弹性元件的改进进程.     

轨道车辆某型橡胶弹簧硫化工艺提升研究

文章分析了橡胶弹簧现有硫化工艺方案的设计过程与不足,重点基于SigmaSoft软件对工艺方案进行了仿真分析与优化,有效缩短了产品硫化时间,实现降本增效,为轨道车辆橡胶弹性元件的工艺设计提供了一种新的参考思路。     

填充高阻尼材料增强网孔式橡胶弹性垫板的性能

刚度和阻尼是影响轨下弹性垫板减振性能的重要参数。针对一种新型网孔式橡胶弹性垫板,建立三维有限元模型研究其刚度和阻尼特性,以及网孔中填充高阻尼材料对垫板阻尼特性的影响。研究结果表明:相较于传统的沟槽式弹性垫板,网孔式弹性垫板具有更大的弹性,阻尼比略大,内部应力分布均匀,应力较低;在网孔中填充高阻尼材料可以大幅度提高垫板的阻尼比,改善垫板内部应力分布,还可通过改变填充物饱和度调整弹性垫板的垂向位移量,使垫板适用于多种刚度要求的轨道系统,拓展垫板的适用性。     

橡胶弹簧和橡胶关节试验机

介绍了橡胶弹簧和橡胶关节试验机的结构组成，性能指标和应用效果，指出该试验机可用于减振降噪弹性元件的性能研究、结构优化、型式试验和疲劳试验。     

德国Contitech液力弹簧

弹性和阻尼为一体的液力弹簧具有结构紧凑、重量轻、无磨耗、维修量少的特点，是一种新型的轴箱悬挂弹性元件。本文介绍德国液力弹簧的结构、作用原理及阻尼和弹性特性。     

轨道车辆用橡胶弹性元件靠性试验台

为解决我国轨道车辆用橡胶弹性元件组合加载试验关键技术难题,提出了一种“搭积木”设计理念,设计了一台12通道组合加载试验台,重点介绍了试验台的设计原理与结构组成,并对典型产品进行了组合加载试验.实践证明该试验台各项设计参数完全满足试验要求,为我国轨道车辆用橡胶弹性元件的安全和可靠性研究提供了科研平台.     

双层动车组转向架扭杆弹性元件试验设计与研究

对弹性元件进行复合加载疲劳试验是验证耐久性能的重要手段。简要分析了一种双层动车组转向架的结构,设计了转向架二系悬挂扭杆弹性元件零件试验与系统试验两种复合加载试验方案并进行了比对试验,研究表明:在两种条件下弹性元件均具有较好的疲劳特性,两种试验方案均具有复合加载试验功能,研究成果对轨道车辆弹性元件的研发和试验起指导作用。     

某型直线电机转向架用一系橡胶牵引节点优化设计

从某型直线电机转向架用进口橡胶弹性元件故障着手,对其进行了国产化研制,并研究和探讨了一系橡胶牵引节点不同结构的优缺点,分析和比较了天然橡胶与氯丁橡胶在高温70℃下疲劳特性,采用有限元分析软件对工作载荷下橡胶的应力应变进行模拟计算,设计了一种贴近式结构的牵引节点。该结构通过有限元分析,相比层叠结构橡胶应变降低了15%以上。同时进行了2种结构常温和高温下的疲劳试验验证,验证结果表明优化后产品的疲劳性能提高了3倍以上。     

轨道车辆橡胶弹性元件胶料低温性能表征的研究与探讨

脆性温度是常用于表征橡胶胶料低温性能的参数，多个铁路行业标准中都采用了该参数。然而，轨道车辆橡胶弹性元件低温失效案例、试验研究结果都表明，该参数没有体现轨道车辆橡胶弹性元件胶料的结晶性，不能有效反映轨道车辆橡胶弹性元件胶料的低温性能好坏。根据参数测试原理和试验研究结果，低温压缩永久变形既能体现胶料的玻璃化转变温度高低又能体现胶料的结晶性大小，此参数既可以反映胶料的低温性能好坏，又能有效反映轨道车辆橡胶弹性元件低温性能的优劣。因此，本研究认为选择低温压缩永久变形表征轨道车辆橡胶弹性元件胶料的低温性能更恰当。     

机车车辆悬挂部件阻尼及蠕变试验装置优化

针对现有机车车辆悬挂部件试验装置存在的不足,通过优化试验装置配重砝码结构等方式,设计既适用于悬挂部件阻尼特性试验,又适用于蠕变试验的装置。优化后的试验装置具有运行平稳、摩擦系数小以及响应快捷等特点。有限元仿真分析表明,试验装置的结构可行、合理,并且各项设计参数满足试验要求。     

高速受电弓弹性元件失效分析与结构优化

高速受电弓的弹性元件用于缓解弓网间的冲击和振动,以确保弓头动态受流稳定可靠,弹性元件长期在空气动力和弓网耦合等复杂工况下运行容易出现失效现象,所以解决弹性元件失效以提升安全性和可靠性成为改善弓网受流质量的关键问题。文章在介绍CRH380型高速动车组受电弓运用中弹性元件疲劳失效现象的基础上,从弹性元件结构、强度校核和疲劳寿命测试3个方面,分析弹性元件疲劳失效原因并进行结构优化,通过试验测试和线路运用验证了改进效果。测试表明,改进方案的疲劳试验寿命是原方案的31.8倍,大大提高了弹性元件使用寿命。     

钢轨扣件减振橡胶阻尼耗能特性分析

为了掌握钢轨扣件减振橡胶中阻尼的分布及其随振幅和频率的变化规律,对减振橡胶元件受压和受剪两种扣件进行了试验研究。建立钢轨扣件减振橡胶非线性弹性力和混合阻尼叠加的动力学模型,完成模型参数识别及结果检验。根据所建立的动力学模型计算各试验工况下的弹性变形能、阻尼耗能和结构损耗因子。分析发现:压缩和剪切两种扣件减振橡胶的阻尼参数随振幅和频率的变化规律相似,弹性变形能、阻尼耗能和结构损耗因子均随振幅的增大而显著增大,而受频率的影响较小。相同工况下,压缩型扣件减振橡胶的结构损耗因子远大于剪切型扣件,说明压缩型扣件在发挥减振功能时,其耗能特性优于剪切型扣件,而隔振特性劣于剪切型扣件。因此,在钢轨扣件创新设计时,可以通过控制减振橡胶压-剪组合变形,来实现扣件隔振和衰减振动能量两功能的均衡发挥,将结构损耗因子作为设计过程中的控制指标。     

轨道车辆转向架橡胶弹性元件FEA技术发展

通过介绍各种橡胶减振弹性元件在轨道车辆的应用情况和橡胶材料有限元分析本构模型的相关知识,研究了橡胶制品大变形的网格重构技术、蠕变特性仿真技术、稳定性的仿真技术和流固耦合仿真技术及其应用成果,结果表明通过有效地有限元分析技术能够大力促进橡胶减振制品的开发命中率,提升开发效率。