碳纤维构架的强度试验方法及评价方法研究

转向架构架作为列车的主要承载部件，在服役过程中承受复杂载荷的作用。为评估碳纤维构架的强度特性，通过台架试验和线路试验的方法对碳纤维构架强度进行了测量评估。首先基于EN 13749标准设立了碳纤维构架的载荷工况，并进行了静强度试验。试验表明碳纤维构架应变最大处位于构架的横侧梁连接处附近，应变最大值为-17 560με，该测点对菱形载荷较为敏感。碳纤维构架在静强度工况下所有应变测点均处于弹性区间，未发生塑性变形。其次，开展线路试验测量传统钢制构架与碳纤维构架在服役条件下动应力，对采集到的动应力数据处理得到相应测点的等效应力幅。钢制构架与碳纤维构架关键点的等效应力幅对比结果表明碳纤维构架的整体应力水平高于钢制构架。根据德国劳氏船级社规定的碳纤维材料疲劳强度计算方法，得到碳纤维构架的许用应力幅。碳纤维构架各测点的等效应力幅均小于许用应力幅，满足设计要求。