高速动力车转向架焊接构架优化设计

以高速动力车转向架焊接构架的质量为目标函数,以16Mn钢母材和焊缝的疲劳强度为约束条件,根据UIC615-4所规定的构架强度试验载荷,对高速动力车转向架焊接构架进行结构优化,提出了降低结构弯曲和扭转刚度的设计方法,以提高轻量化焊接构架的疲劳强度。优化方案构架的最大等效应力较原方案降低15.33%,结构刚度和应力分布趋于均匀,构架疲劳强度满足设计要求。     

基于UIC和JIS标准的焊接构架疲劳强度对比分析研究

运用UIC标准Goodman-Smith图法和JIS标准的疲劳评价方法,以地铁转向架构架的侧梁焊接结构为研究对象,使用有限元法对其疲劳强度进行对比研究。以JIS标准中的裂纹扩展法和名义应力法分别评估单边角焊缝和背面焊接位置角焊缝的焊根疲劳强度,以UIC标准中的结构应力法评估角焊缝的焊趾疲劳强度。结果表明,使用UIC标准考核构架侧梁焊缝的焊趾满足疲劳强度要求,而使用JIS标准考核构架侧梁焊缝的焊根不满足疲劳强度要求,因此对于焊接构架角焊缝应结合2个标准对其焊趾和焊根综合进行疲劳强度评估。     

钢结构焊缝疲劳强度分析技术的最新进展

在平板焊接钢结构焊缝疲劳强度分析中,近年来国外主要发展起了等效结构应力法和表面外推热点应力法2种新方法.等效结构应力法考虑焊趾部位的结构应力集中效应,应用改进线性化法或节点力法分析结构应力,确保计算结果对有限单元类型、网格形状及尺寸的不敏感,从而有效区分不同焊接接头类型的焊趾结构应力集中情形;以结构应力为控制参数计算应力强度因子,在主要考虑焊趾缺口、结构板厚、载荷模式等因素影响基础上,基于断裂力学分析确定与焊缝疲劳寿命直接相关的应力参数,导出等效结构应力转化方程;基于上述应力计算和转化方法对焊缝疲劳试验结果数据进行处理,建立焊缝疲劳强度设计单一主S-N曲线,实现对钢结构焊缝的疲劳强度评定和寿命预测.通过比较分析可知,表面外推热点应力法适用于钢结构焊缝设计阶段的方案比较及方案优化;等效结构应力法较适合对钢结构焊缝最终设计方案进行更为精确的焊缝疲劳强度评定和寿命预测以及不能用表面外推热点应力法进行钢结构焊缝疲劳强度分析时.     

基于热点应力法的转向架构架疲劳寿命工程评定方法

建立某机车转向架构架有限元计算模型，应用热点应力法分析焊接结构的疲劳强度，采用最为可能发生疲劳破坏部位处的应力幅值作为疲劳评定依据。用热点应力分析方法评定焊接构架疲劳强度，不必考虑实际焊缝形状，裂纹及缺口等焊接引起的应力集中现象，弥补了有限元建模焊缝的简化处理对焊缝疲劳强度评定精度的影响。     

焊接对转向架疲劳寿命影响的探讨

通过几个典型事例说明焊接结构、焊缝质量对转向架疲劳强度的影响，提出了提高疲劳强度的方法和措施。     

扭曲载荷对160km/h货车转向架构架焊缝的疲劳损伤影响

依据UIC510-3规定的动态疲劳试验载荷和IIW提供的焊接接头疲劳强度S-N曲线,基于结构有限元分析技术和Palmgren-Miner线性累积损伤准则,对160 km/h货车转向架焊接构架侧梁主结构焊缝接头的疲劳损伤进行数值仿真计算。着重研究有无扭曲载荷作用下,各疲劳关注部位累积损伤的变化程度和规律。仿真结果及综合分析表明:扭曲载荷作用导致的损伤增幅在累积损伤较高部位最大仅约为6%,其对构架主结构的疲劳损伤影响极为有限。因此考虑到疲劳试验设备的加载能力,对160 km/h货车转向架焊接构架及摇枕进行动态疲劳试验时可不必施加线路扭曲载荷。     

转向架构架局部结构优化与轻量化研究

降低结构的应力集中效应、改变结构几何形状和减小结构几何尺寸是实现转向架焊接构架轻量化和提高疲劳强度的有效途径。文章以某转向架构架结构为例,基于DVS 1612标准的结构疲劳强度评估方法和规定的焊接接头质量等级,采用对结构高应力集中效应区域进行局部焊接接头优化和局部结构形状优化,将焊接构架抗侧滚扭杆安装座与侧梁下盖板连接焊缝的疲劳强度材料利用度由大于1.773分别降低到0.704和0.871,同时实现了侧梁下盖板、辅助纵梁内外立板板厚的减小以及横梁钢管壁厚的减小,满足疲劳强度的前提下,实现了构架轻量化与局部结构优化的目标。     

焊缝TIG重熔处理在高速转向架构架制造中的应用

介绍了高速动力车焊接转向架构架在制作过程中采用了新的焊接工艺，即在易产生的焊缝部位进行了ＴＩＧ重熔处理，并通过焊缝重熔处理的焊接试验研究和构架的疲劳强度试验，发现重熔后的焊缝熔合区组织晶明显细化，外观成型好，能够提高焊接捏，改善焊疲劳强度。     

车辆装配前铝合金焊缝节点结构疲劳试验研究

铝合金焊缝节点结构作为车体结构中的重要组成部分,车辆装配前对焊缝节点结构强度进行研究具有重要意义。为了掌握铝合金焊缝节点结构的疲劳强度性能,选取实车中出现疲劳裂纹破坏的典型节点部位制作标准件进行疲劳试验;根据试件与实际车体疲劳破坏位置的应力分布趋势一致的原则,设计了两种典型焊接形式的标准件结构模型,并且确定了疲劳试验的加载方式以及试验工装设计,给出了试验模型的疲劳破坏位置以及通过成组试验获得的典型节点形式的S-N(应力-寿命)曲线。同时利用非线性有限元方法对铝合金焊缝节点结构进行疲劳强度计算,将计算结果与试验结果进行对比分析,验证了所采用有限元计算方法的准确性和普遍适用性。     

货车三轴转向架焊接构架抗疲劳设计

对比分析了国内外焊接构架设计标准,指出ASME标准中的主S-N曲线法是复杂焊接结构焊接接头应力集中分析与疲劳寿命预测的科学方法。采用该方法和TSI中的疲劳载荷对某货车三轴转向架焊接构架焊接接头应力集中进行了分析,结果表明,构架侧梁、心盘梁和横梁内的加强筋板与焊缝的相交处是焊接接头应力集中的主要发生部位。以降低焊缝应力集中为结构设计改进思路,对构架重新进行了设计,改进方案构架焊缝的应力集中得到相当大的缓解,应力幅值最大降低了75MPa,疲劳加载3个阶段焊缝的累积损伤均小于0.25。     

25 t轴重重载货车车轮强度分析

根据UIC和欧洲EN的有关标准确定车轮的机械载荷及载荷工况,考虑到轮轴过盈配合,计算了25 t轴重重载货车磨耗到限车轮的应力,并对该车轮进行了静强度和疲劳强度评定。计算结果表明,在机械载荷作用下,25 t轴重重载货车磨耗到限车轮的静强度和疲劳强度均满足设计要求。     

铁路货车大数据平台总体设计研究

为促进铁路货车数据资源共享、推进大数据技术在铁路货车领域的应用,提出了铁路货车大数据平台的总体设计方案。在分析铁路货车大数据来源及数据特征的基础上,基于大数据采集与存储技术、大数据治理技术、大数据算法和模型、大数据计算分析技术,设计了铁路货车大数据平台的总体架构和技术架构,为铁路货车大数据平台的搭建提供设计依据。目前已在中国国家铁路集团有限公司开展了基于该设计方案的铁路货车大数据平台的搭建。     

我国重载货物列车缓冲器设计参数研究(待续)

介绍了影响缓冲器设计参数的因素,包括车辆结构及车辆强度、列车运行工况和编组调车工况等,确定了我国重载货物列车缓冲器设计参数的目标值,并阐述了新型重载货物列车缓冲器的方案设计.     

新一代货车用25t轴重转向架

介绍了全俄机车车辆设计和工艺科学研究院研制的26．B．503型25t轴重货车转向架的结构特点，摇枕和测架的静强度和疲劳试验，以及该转向架装用于敞车的走行运用试验结果。     

探析我国铁路货车焊缝性能评定标准的应用与拓展

介绍我国铁路货车现行的焊缝性能评定标准的执行情况,对比分析焊缝性能评定、焊缝缺陷质量等级和图样标注等方面与新的国家标准的差异,在建议尽快贯彻新的国家标准的同时,结合我国铁路货车设计制造的实际情况,提出可拓展的内容和举措。     

变轨距货车转向架构架疲劳强度及模态分析

根据变轨距货车转向架构架的结构和载荷特点,利用ANSYS有限元分析软件,建立了构架有限元分析模型。依据UIC规程计算了构架在模拟运行载荷中11种工况下的节点当量应力,利用焊接材料的Goodman曲线图对构架的疲劳强度进行了分析。分析结果表明,在所计算的8个考察点中,有1个特殊节点的应力幅超过相应的许用应力,但未超过其限值的20%。此外,还对构架的前6阶模态进行了计算,结果表明其抗扭刚度相对较小,抗剪刚度和横向刚度较大,有利于构架承载。     

160 km/h高速货车转向架的研制

根据高速货车转向架的运用要求和运用条件,确定了160km/h高速货车转向架的主要技术参数;提出了整体焊接构架式有摇枕转向架的结构形式,介绍了其主体结构情况;结合转向架静强度和疲劳试验、线路动力学试验结果,得出了转向架设计是较为成功的结论。     

关于我国铁路货车装备现代化问题的研究

回顾了我国铁路货车技术发展的巨大成就,介绍了国外铁路货车与货运发展的技术水平,分析了目前我国铁路货车技术发展的现状,提出了"十一五"期间我国铁路货车应从设计、工艺、标准、制造、试验、验证等方面加强技术研究,大力提升货车整体技术水平,努力实现铁路货车技术装备现代化。     

基于刚柔耦合仿真的转K6转向架疲劳寿命预测

目前普遍采用的转K6转向架的疲劳问题日益突出,因此有必要研究一种即经济又能比较准确的预测货车转向架摇枕和侧架疲劳寿命的方法。首先进行准静态应力对比,然后建立转K6转向架刚柔耦合模型,以C80敞车为例,美国5级轨道不平顺作为激扰,进行动力学仿真计算。经过动应力恢复,利用B+级钢的试验S-N曲线,对铸造摇枕和侧架进行整体疲劳损伤计算,并预测转K6转向架的疲劳寿命。     

制定我国铁路货车车钩疲劳试验标准的探讨

对照AAR车钩疲劳试验标准,探讨我国铁路货车车钩钩体和钩舌等的疲劳试验标准的制定方法;提出F型、FR型和16型、17型车钩分别在AARM-216:2009标准的要求模式以及国内1万t和2万t编组车辆试验载荷谱的模式下,进行交叉对比试验的构想。