中齿轴断齿失效分析及设计优化

某一级行星轮系加两级平行轴结构齿轮箱在实际应用中经常出现第二级小齿轮(中齿轴)断齿的失效事故.某齿轮箱在现场运行1年后发生了中齿轴断齿事故,本文对失效齿轮的断口处进行了宏微观断口形貌分析、化学成分、显微组织以及力学性能的试验分析,寻找齿轮发生早期失效的原因并提出后续设计优化建议.分析发现,该齿轮箱中齿轴失效性质为弯曲疲...     

大功率重载机车变形吸能元件早期失效分析与优化

文章简要介绍了变形吸能元件的组成、结构及工作原理,描述了大功率重载机车变形吸能元件的早期失效现象,从设计结构、试验工艺、理化参数、金相检查等方面详细阐述和分析了失效原因,并提出设计及工艺优化方案,最后通过对比分析和疲劳寿命试验验证了优化方案的改善效果,优化后的产品可满足机车车辆运行使用要求.     

地铁不锈钢车体侧墙点焊结构优化

从地铁不锈钢车体的强度分析入手,探索侧墙结构焊点剪力的分布规律,对焊点数量和布局进行优化设计,形成侧墙焊接结构的优化方案,并采用累积损伤法进行疲劳寿命校核。优化后的车体结构,焊接效率大幅度提高,剪力分布更加合理,疲劳性能也得到极大改善。实际运用情况表明,优化效果良好。     

机车牵引电机传动轴静力学仿真及结构优化

针对HXD1型机车部分牵引电机转轴与齿轮轴的过盈配合面出现的裂纹失效问题,通过静力学、有限元分析方法,对电机转轴与齿轮轴在运行过程中的受力情况及其失效原因进行了分析,并基于分析结果对齿轮轴内油槽进行结构优化,解决了电机转轴、齿轮轴在运行过程中的应力集中问题,有效降低了过盈配合面油槽处的应力。     

上海轨道交通9号线车辆转向架轴箱吊耳失效分析及优化建议

针对上海轨道交通9号线车辆转向架轴箱吊耳出现裂纹和断裂问题,分析了轴箱吊耳材料的化学成分,建立了轴箱吊耳有限元模型,校核了其静强度和疲劳强度。结合线路轮轨振动试验,获得了实际的轴箱吊耳振动数据,综合评估分析了转向架轴箱吊耳断裂失效原因。确定共振是引起轴箱吊耳断裂的主要原因。提出了尺寸优化、结构优化和改善线路状况等可行的优化建议。     

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。     

基于160 km/h电动车组的拉杆橡胶关节寿命提升研究

从速度为160 km/h的动力集中电动车组转向架的轴箱拉杆橡胶关节应用失效案例出发，通过优化产品结构来解决该轴箱拉杆橡胶关节的使用寿命问题。通过运行工况的边界条件和既有结构的失效原因进行分析，基于分析结果设定合理的预压量，并结合贴近式橡胶型面和易流式金属弧面设计，以及采用合适的橡胶层厚度等多方面进行结构优化。通过对比两种结构的有限元疲劳仿真分析结果，优化结构的橡胶应变降低了9.64%，疲劳损伤值降低了60%，橡胶关节的使用寿命将显著提升。最后通过疲劳试验验证，进一步佐证了优化结构后的橡胶关节疲劳性能的提升。试验结果显示：疲劳次数提升了3倍。经过初步评估，结构优化后的橡胶关节的疲劳寿命将由2～5年提升至8年，使得机车的运行可靠性得到改善，降低非必要的维修次数。优化设计的橡胶关节目前已在线运行近4年，各项性能表现良好。本优化设计可为其他径向变形较大的橡胶关节优化提供参考：径向预压量应与橡胶关节疲劳变形相当，避免橡胶受拉伸应力；针对径向位移较大的橡胶关节类产品，贴近式橡胶型面可以均衡橡胶表面应变，可有效缓解橡胶受载后出现褶皱现象，提升橡胶关节的疲劳寿命。     

北京地铁受流器疲劳可靠性评估及改进研究

北京地铁1号线车辆采用新型受流器,其受流靴在实际运用中出现了过早失效断裂的现象.分析了受流靴断裂的原因,提出了城市轨道交通车辆关键部件疲劳可靠性评估及改进方法并应用于实际结构.基于损伤一致性原则,将实际线路测试的受流靴动应力数据变为Ansys能识别的载荷加载到原结构,计算受流靴原结构疲劳寿命,计算结果与实际运用寿命一致.在此基础上,采用优化算法,提出了结构改进方案.新结构方案可解决受流靴因疲劳而提前失效的问题.     

广州地铁直线电机车辆BM3000型转向架垂向连杆失效分析及优化

针对广州地铁直线电机车辆BM3000型转向架抗侧滚扭力杆垂向连杆(以下简称"垂向连杆")在运营过程中故障率较高的问题进行分析。根据失效情况分析,从结构优化及部件选型优化方面对原垂向连杆提出合理的改造方案,该方案通过理论论证、型式试验验证及装车运营考核表明,改造后的垂向连杆可成功地解决原垂向连杆惯性故障的问题,有效地改善车辆运行品质,降低运营维护成本。     

电气化铁路接触网零部件失效分析方法探讨

随着电气化铁路的快速发展，接触网零部件服役失效问题频现。本文以实际服役现场接触网整体吊弦典型失效问题为例，从现场调研与实测、失效形貌与性能测试、实际受力工况仿真、试验再现、改进措施建议等5个方面分析了接触网零部件的失效分析方法和对策，为接触网零部件失效分析提供解决方案，保障电气化铁路的运营安全。     

某型司机控制器警惕按钮功能失效故障分析及改进

针对某型司机控制器警惕按钮功能失效故障,从司机控制器工作原理、设计结构及实际运行等方面进行了故障原因分析,并在现有结构基础上,提出有效的改进方案。     

铅酸蓄电池维护及修复方案的研究

通过分析铅酸蓄电池的构造原理和充电、放电过程与原理,结合牵引、电力变配电所铅酸蓄电池的实际运行情况,找出蓄电池失效的真实原因,经过实际修复试验,提出了切实可行的铅酸蓄电池维护及修复方案。     

某型受电弓弓头滑板支架结构优化设计

针对某型受电弓在国内地铁线路运用过程中出现的弓头滑板支架开裂故障,文章通过失效分析、受力分析及强度仿真计算,分析故障原因,并提出2种滑板支架结构优化方案。通过对原设计方案和2种优化方案的对比分析,建议采用优化方案1对滑板支架进行结构优化,且装车运行考核结果也验证了该方案的有效性。     

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.     

大埋深TBM主驱动密封洞内修复及改造关键技术研究

为解决某TBM在大埋深、高地应力地层掘进时出现的主驱动密封多次失效的设备故障问题,首先分析大埋深、高地应力对TBM主驱动的不利影响,以及主驱动密封失效原因,提出主驱动密封系统结构优化方案;针对TBM大埋深掘进难题,采取增加主驱动防尘挡板和增加皮带溜渣板等设备优化措施。采用本文提出的基于大埋深TBM掘进工况下的主驱动防积渣工艺措施以及主驱动密封结构改造方案,顺利解决了现场主驱动密封失效问题,保障了设备的高效运行,可为后续类似TBM故障处理提供参考。     

地铁车辆轴端接地装置优化

由于地铁车辆轴端接地装置绝缘盘采用玻璃纤维增强不饱和聚酯材料（SMC）固化成型,在运行过程中又承受较大的冲击和振动,导致绝缘盘螺栓孔周边出现开裂现象。为避免绝缘盘在运行过程开裂失效,提出结构和材料优化方案。采用金属过渡盘与绝缘垫叠加的结构,将轴端接地装置绝缘与承载功能分离。绝缘垫选取强度高、韧性好、环境耐受性更好的PA66玻纤增强复合材料,并采用注塑成型工艺成型。优化后的轴端接地装置通过了功能振动试验、模拟长寿命振动试验、冲击试验等3类试验。试验结果表明,强度满足GB/T 21563—2018《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》要求。     

基于车辆动力学和改进AGREE算法的高速列车稳定性综合可靠性分析

可靠性分析是高速列车全生命周期的核心问题,直接关系到车辆服役安全和运维成本。随着高速列车的大范围、长周期运用,开展包括可靠性建模、可靠性分配、失效规律建模、维修周期优化在内的综合可靠性分析已成为当前的重点和难点。本文创新性地将车辆结构、车辆系统动力学与可靠性理论融合,以高速列车稳定性为研究对象,提出了一套综合可靠性分析方法。首先基于车辆稳定性机理、系统逻辑关系和失效模式分析,建立了高速列车稳定性可靠性分析模型;其次提出了基于正交试验与极差分析的单元重要度算法、基于历史累计失效率的历史失效度算法、以及改进的结构复杂度算法,进一步提出综合考虑重要度、结构复杂度、历史失效度以及各单元工作时间的改进AGREE可靠度分配算法;同时基于可靠性分析模型和单元历史失效规律,提出了以可靠性为中心的维修周期优化方法;最后,以国内某型高速列车稳定性系统的综合可靠性分析算例验证了所提出方法的可行性和有效性。     

铁路货车轴承用油封失效分析与结构改进

随着铁路货车的高速重载的发展趋势,货车轨道车辆轴承用油封会在更苛刻的条件下使用。由于轨道车辆轴承的非正常润滑状态将导致轮轴的热轴、切轴等运行故障、事故,为此对轴承油封的失效风险也愈加关注。文中就目前我国铁路货车滚动轴承用油封的失效模式及结构优化进行了分析和讨论,提出改进建议,最大限度降低车辆运行故障的风险。     

IGBT模块功率循环能力与可靠性试验

为验证IGBT模块的可靠性,分析了IGBT模块的封装结构,并在传统IGBT模块功率循环试验的基础上建立新的模型,通过具体的试验得到IGBT模块功率循环后失效状况,并对该状况进行分析。相对传统IGBT寿命预测和可靠性评估,该功率循环的新方法更加贴合实际应用工况,对IGBT失效分析具有借鉴作用。     

北京机场线车辆液压制动夹钳的国产化研发

介绍北京机场线液压制动夹钳的结构组成、基本工作原理和主要功能,对液压制动夹钳主要部件进行力学性能理论分析和计算,并针对北京机场线原车液压制动夹钳在实际运行中存在的问题进行了设计优化。改进后的国产液压制动夹钳顺利通过例行试验、型式试验和疲劳试验,并在北京机场线车辆成功进行装车试验,为北京机场线国产制动系统的研制打下了坚实基础,并为机场线车辆液压制动夹钳的运用维护提供了保障。