跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命预测研究

为了验证采用计算机仿真分析跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命的可行性,建立了有限元分析模型,通过施加单位载荷,计算求得应力;分别将仿真分析得到的载荷时间历程和试验获取的载荷时间历程作为载荷激励,根据S-N曲线和Miner法则,结合疲劳分析软件Ncode对转向架构架进行疲劳寿命预测。基于仿真载荷时间历程的疲劳寿命为56.1年,基于试验载荷时间历程的疲劳寿命为62年,两种疲劳寿命分析结果相近,说明基于仿真进行疲劳寿命预测具有可行性。     

电机传动工况下吊杆球铰试验载荷分析

通过分析电机在驱动与制动工况给吊杆球铰额外增加的径向载荷,确立相关载荷的疲劳试验载荷谱,阐述了如何将设计输入条件进行分析和计算,把产品的仿真计算结果转化为具体的疲劳试验载荷条件的过程和相关方法.载荷谱的处理具有较高的工程应用价值.     

考虑整车动力学特性的高速列车车体结构疲劳仿真

高速列车车体的结构疲劳问题,关键还是轻量化设计导致的强度、刚度和寿命变化后产生的问题.论文提出一种新混合模拟技术,主要是结合多学科优化系统理论,采用并行优化算法,进行结构疲劳可靠性设计.核心是利用多体动力学和有限元法混合模拟技术在进行结构疲劳设计时考虑整车动力学特性,分析线路典型工况下结构振动特性和结构疲劳损伤之间的作用机理,考虑典型载荷工况和其他不确定因素影响.并且采用随机统计概率方法和多目标优化手段进行结构疲劳设计.以某型高速车体结构作为算例,并通过试验验证.仿真计算结果表明,这种方法可以从整车动态特性的角度系统研究车辆振动特性和结构疲劳性能之间的相互作用机理,还可以及时有效地解决工程结构疲劳设计优化的问题.     

轨道客车车体关键部件寿命评估方法研究及应用

为对某型号轨道客车车体关键部件进行寿命评估,研究一种利用实际线路载荷数据并通过台架试验方式实现的方法。通过对在实际线路上运行车辆的关键载荷部位进行跟踪测试,得到车体关键部位的动态应变及加速度数据,并进行载荷等效转换。利用线路实测数据和仿真分析对比,结合德国FKM理论,编制试验载荷加载谱。利用该加载谱在实验室模拟车辆运行时车体主要载荷的施加,完成客车车体台架试验。该试验方法可为轨道车辆车体的研发提供数据支持。     

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。     

基于疲劳驱动力能量损伤参数修正的非线性疲劳寿命预测

针对疲劳驱动力能量模型中变幅载荷间交互因子难以确定的问题,考虑载荷大小次序、载荷间的干涉以及疲劳损伤程度等因素对变幅载荷作用下损伤累积规律的影响,在引入能量准则确定损伤参数的基础上,将变幅载荷应力比、载荷循环比、疲劳损伤程度引入载荷间交互因子的计算,建立分别采用载荷循环次数比和实时疲劳损伤对交互因子进行修正的改进非线性疲劳寿命预测模型。根据Q235B和铝合金2种常用材料的焊接接头在多级变幅载荷作用下的试验数据,对改进的疲劳寿命预测模型的预测能力进行验证。结果表明:在变幅载荷作用下,改进的疲劳寿命预测模型能有效地对焊接结构的疲劳寿命进行预测,相比其他模型更接近于试验结果,且模型中仅含有2个比较容易通过试验确定的常规参数,无需引入其他参数,便于应用于实际工程结构的分析及设计。     

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。     

基于LabVIEW的车辆零部件应力应变测试系统

以LabVIEW软件为开发平台,结合NI的硬件实现了应力应变信号数据采集分析;利用LabVIEW的振动疲劳分析包FatigueStartUpKits,通过对试验测试、计算机仿真以及试验与计算机仿真混合模拟的方法,比较分析确定动应力时间历程的选择;利用多数据采集卡的协同工作,实现多通道数据采集,搭建了基于虚拟仪器的轨道车辆零部件疲劳强度测试分析系统,为轨道车辆零部件的相关试验测试分析提供准确的测量手段。     

地铁客车底架局部吊装仿真分析与疲劳试验

参考EN 12663《铁路应用铁路车辆车身的结构要求货运车》、BS 7608《钢结构疲劳设计与评估》等标准,介绍某地铁客车吊装结构的仿真分析与疲劳试验。从底架吊装结构、底架吊装有限元模型、底架吊装强度、蓄电池箱吊装强度方面分析吊装结构仿真分析方法和试验方法。从工装设计、静强度试验、疲劳强度试验方面探讨底架吊装结构的疲劳试验方法。在目前国内较少对车辆做吊装结构强度和疲劳试验的情况下,对底架局部结构的强度校核与疲劳试验的研究,有助于更好地实现产品的抗疲劳设计理念,提高产品的可靠性。     

基于载荷谱提升转向架构架疲劳可靠性研究

铁路客车转向架构架在服役过程中,首先在横侧梁连接区域发生疲劳裂纹。经多次局部补强,构架仍存在疲劳可靠性不足的状况。这一现象表明:真实运用载荷未能成为构架设计的输入条件,构架设计时所用抗疲劳设计规范中的载荷规定尚不能完全针对目前车辆的真实运用环境,有必要开展实际运用环境下的构架载荷研究,从而提升构架的疲劳可靠性,确保运用安全。构建高精度测力构架,建立构架载荷系与疲劳控制部位的损伤传递关系;将测力构架换装到实际运用车辆,在裂纹发生比例高的线路多次往返跟踪测试,获得构架载荷系-时间历程与构架疲劳控制部位的动应力;建立用于提升构架疲劳可靠性的载荷谱;通过系统施加补强结构和持续优化补强结构细部形式分析载荷谱作用下的构架疲劳控制区域应力,完成构架优化改进。线路验证测试结果表明,构架疲劳可靠性得到系统性提升。     

等应力设计理念在轴箱橡胶弹簧结构改进中的应用

橡胶产品大量使用在减振降噪领域,其使用过程中的疲劳问题是产品设计需重点考虑的问题。文章对在机车车辆上使用的一款橡胶轴箱弹簧的疲劳问题,进行了基于结构分析与实验验证为特征的探讨,并在此基础上,提出了基于等应力设计理念的优化设计。分析与实验结果表明,通过等应力理念设计的产品结构,在确保结构获得等应力的同时,结构的疲劳寿命得到了成倍增加。     

重庆单轨车辆用SYS450D型空气弹簧研制

介绍了重庆单轨车辆用空气弹簧的技术要求及结构特点,根据技术要求进行了结构设计,通过有限元计算确定了胶囊及橡胶堆工艺制造的关键参数,进行了承载力、垂向刚度、横向刚度、最大横向变形能力、最大外径、疲劳耐久性、耐压强度、耐环境性能等型式试验,并随后装车进行了线路动力学试验。试验结果表明,研制的空气弹簧满足技术要求,达到了替代原型空气弹簧的目的。     

和谐系列机车用橡胶牵引球铰对比综述

针对和谐系列5种大功率货运电力机车所用的3种结构的橡胶牵引球铰,进行了基于使用工况、有效承载尺寸、橡胶应力应变状态、疲劳试验及实际装车运用结果等5个方面进行论述,得出了重载机车橡胶牵引球铰设计的相关经验和结论,并对今后类似牵引球铰的设计提出了建议。出于运行可靠性的考虑,应给予牵引球铰足够的空间尺寸,以避免过小的有效承载尺寸对产品疲劳性能造成不利影响。     

轴向橡胶垫结构改进

分析了轴向橡胶垫A类项点(200万次常规疲劳+15万次强化疲劳)不合格的原因,从铁件(2)材质、冲压成型工艺、金属骨架处理工艺、胶料性能和产品结构设计等5个方面进行改进试制,并对试制品进行了疲劳试验.结果表明,前4种因素都不足以保证产品具有预期的疲劳寿命,而在不影响产品接口及功能的情况下对产品结构进行适当改进是解决问题的根本办法.改进后产品的批量生产表明,改进方案不仅保证了产品的疲劳寿命,而且降低了铁件(2)的采购要求,降低了生产成本.     

一种低地板车用橡胶联轴器的研究

分析了橡胶联轴器的结构,提出了橡胶联轴器位移补偿性能和刚度的计算方法;根据车辆运行工况,确定了联轴器强度和橡胶疲劳计算的载荷条件。通过有限元分析计算和试验验证了该橡胶联轴器具备良好的位移补偿性能和较高的可靠性,可满足低地板车的装车和运行要求。     

地铁车辆牵引橡胶关节结构改讲

文章详细介绍了某地铁车辆牵引橡胶关节初始设计方案的结构特点及存在的缺陷,并提出了改进的思路,利用有限元分析确定了新结构.刚度和疲劳试验表明,新结构能够满足100万km以上的使用要求.     

考虑硫化冷却效应的橡胶元件疲劳寿命预测方法

以有效应变为疲劳损伤参量,利用哑铃状橡胶试样的疲劳测试数据,建立了橡胶材料的疲劳寿命预测模型。以某型拉杆球铰为疲劳寿命预测研究对象,分别对考虑和未考虑硫化冷却效应的疲劳工况进行了有限元分析,并计算出对应的有效应变幅值。利用所建立的疲劳寿命预测模型对拉杆球铰的疲劳寿命进行了分析预测,并与疲劳试验结果进行了对比验证。结果表明,在考虑硫化冷却效应的基础上,以有效应变为损伤参量的疲劳寿命预测模型能够有效预测出球铰类橡胶元件的疲劳寿命。     

关于高速列车轴箱拉杆涡杆式橡胶关节承载特性的探讨

分析了高速列车上的轴箱拉杆涡杆式橡胶关节的结构特点、成型方式、刚度匹配及产品疲劳特性,结果表明,涡杆式橡胶关节具有良好的刚度匹配特性,能够满足设计需要的疲劳寿命要求.     

基于虚拟样机技术的机车车辆结构疲劳寿命仿真

提出一种多体系统仿真和有限元分析相互结合进行虚拟样机疲劳寿命预测的方法.该法用于处理随机动载荷作用下转向架构架的疲劳设计.作用在复杂结构上的时变动载荷历程可以通过应用多体系统分析软件SIMPACK的多体仿真技术获得.在ANSYS中利用单位载荷作用下的准静态应力/应变分析技术计算结构危险节点应力及关键区域.模态分析技术用来获得结构固有频率和模态振型.基于危险应力状态(包括单轴,成比例和非比例多轴)、动载荷时间历程以及Palmigren-Miner损伤理论.最后利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法进行标准时域的结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数,损伤预测和最终寿命估计.     

一种橡胶弹性元件疲劳寿命预测方法的研究

文章结合一款锥形橡胶弹性元件的疲劳破坏问题,提出了一种基于ABAQUS+FE-SAFE平台下的橡胶疲劳寿命预测方法,通过该疲劳仿真模拟技术,实现了对橡胶弹性元件产品疲劳寿命预测的目的.为类似弹性元件的疲劳评估提供了一种新的思路.