高速列车转向架构架结构的疲劳可靠性模型

为了准确评估高速列车转向架构架的疲劳可靠性,通过转向架构架相同材料焊缝结构的多级小样本疲劳试验数据,得到指定寿命下疲劳强度分布的概率密度函数;采用双参数雨流计数法,根据实测构架结构的复杂随机应力—时间历程曲线编制构架的应力谱,再按照Miner准则和疲劳损伤等效原则计算对应的恒幅对称循环等效应力,并由此拟合得到高速列车服役寿命下等效应力分布的概率密度函数;根据得到的构架疲劳强度分布函数和等效应力分布函数,以等效应力小于疲劳强度为疲劳破坏判据,建立高速列车转向架构架的等效应力—疲劳强度可靠性模型。以某型高速列车转向架构架横侧梁连接处为对象,基于焊接结构疲劳试验和长期跟踪测试试验数据,对模型进行验证。结果表明:模型可用于评估构架的疲劳可靠性,可为焊接构架结构的进一步优化及全寿命周期管理提供依据;该型高速列车转向架的构架结构在1 200万km总运行里程的服役寿命下,其可靠度达99.36%,安全系数较高。     

转K7型转向架副构架优化设计

以转K7型转向架副构架质量为目标函数,以C级铸钢的静强度为约束条件,根据.TB/T1335-1996所规定的货车转向架部件强度的试验载荷,对副构架进行结构优化设计,采用降低弯矩和变形量的设计方法,以提高副构架结构的静强度.优化方案副构架最大等效应力较原方案降低13.96%～34.69%,结构刚度和应力趋于均匀,副构架静强度满足设计要求.     

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。     

高速动力车转向架构架焊接变形的数值分析研究

高速动力车转向架构架生产过程中的主要问题是如何控制焊接变形。本文基于焊接收缩力法采用有限元分析软件对高速动力车转向架构架总成及各组成梁进行焊接变形预测,根据所得焊接变形的有关数据,确定了焊接工艺设计时的预留变形量与焊接工艺参数等,保证了构架的焊接精度和质量,为控制构架的焊接质量提供了数值方法。     

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。     

跨坐式单轨车辆转向架构架的轻量化研究

以跨坐式单轨车辆转向架构架为例,以构架厚度为设计变量,应力为约束条件,质量最小为目标函数,利用结构优化设计方法,对其进行了尺寸优化设计。利用Hypermesh软件中的Opstruct模块进行尺寸优化求解。优化后的构架部分部件厚度变化明显,其自重降低22%,得到了同时满足静强度、刚度和疲劳寿命要求的构架轻量化设计优化方案。     

高速动力车承载结构疲劳强度分析的工程方法研究

根据高速动力车的特点，从承载结构轻量化设计、结构设计动力优化、疲劳强度评定的工程方法和复合弹簧悬挂系统横向刚度及稳定性评定方面，研究高速动力车承载结构疲劳强度分析的工程方法。     

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。     

工艺参数对ST52-3钢焊接接头疲劳强度的影响

随着列车速度的提高,承受动负荷的转向架焊接构架抗疲劳性能越来越受到人们的重视。疲劳是焊接接头在低应力下过早破坏的主要原因。本文针对高速客车转向架焊接构架制造用ST52-3低合金结构钢,试验研究了焊接工艺参数、保护气体比例、焊后消应力热处理和焊道TIG重熔工艺对焊接接头疲劳强度的影响规律,为合理制定焊接工艺提供理论依据。     

转向架构架焊缝疲劳寿命评估的等效热点应力法

等效热点应力法是焊接结构疲劳可靠性分析的一种新算法,已经在小试件上获得了成功应用,在轨道车辆转向架构架这种大型焊接结构上还未见应用,文中将该算法应用于高速转向架构架上。通过建立某高速转向架构架的精细有限元模型,采用等效热点应力法计算转向架构架上若干关键焊缝的节点应力以及疲劳寿命,并与厚度方向积分热点应力法作比较。等效热点应力法具有计算简单,计算结果准确,效率高的特点,能够很好的应用于转向架构架这种大型焊接结构的疲劳寿命评估和结构设计。     

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。     

车辆焊接结构疲劳寿命评估方法研究

为在设计阶段实现车辆焊接结构的抗疲劳设计,在研究AAR/BS/IIW标准的疲劳算法原理和焊接接头疲劳性能参数的基础上,给出基于AAR/BS/IIW标准进行车辆焊接结构疲劳寿命评估的方法和技术路线。依据AAR标准分析某公司出口的全钢焊接结构矿石车车体的疲劳寿命,结果表明:该出口矿石车车体焊接结构的最短疲劳寿命发生在中部横梁腹板与横梁下盖板角接焊接区,寿命年限为59.4年,满足25年设计寿命的要求;通过与IIW标准中提供的焊接接头结构的对比分析,提出对某提速客车转向架焊接构架的定位座根部焊接结构进行打磨的改进方案。数据表明:改进方案明显提高了定位座根部焊接接头的寿命。经对比分析可以看出,基于IIW标准的焊接构架疲劳寿命预测结果与疲劳试验结果比较接近。     

地铁B2型铝合金车体结构设计与静强度分析

介绍了地铁B2型鼓形铝合金车体的结构设计,根据它是由大型中空挤压型材焊接而成的特点,采用 有限元软件建立结构计算模型,分12种载荷工况进行静强度分析,为车体结构的合理设计提供依据。结果表 明该车体采用了大型中空挤压型材,既减轻自重,又保证了强度和刚度。对存在应力集中部位,可采取相应结 构措施进行改善。     

单轴转向架焊接构架疲劳强度及模态分析

根据TB/T 2368-2005《动力转向架构架强度试验方法》,采用有限元方法对构架进行强度校核。针对单轴转向架的结构特点,设计了4种超常载荷工况来对构架做静强度评定;设计了9种运营载荷工况,利用Goodman疲劳极限图对构架的疲劳强度进行校核。最后对构架做了模态分析。结果表明构架的强度、刚度均满足车辆运行要求。     

铁路客车车体疲劳强度仿真研究

在铁道车辆车体疲劳强度评估的方法中,数值仿真分析具有高效性和经济性的特点。车体疲劳强度数值仿真分析主要涉及疲劳载荷工况选取、车体结构规范建模、应力评估准则建立。文章在综合分析已有的车体结构疲劳强度分析标准和材料疲劳强度评价标准的基础上,归纳总结出2种车体疲劳强度评估的数值仿真分析方法,并给出了模型有限元单元大小15~20 mm的建议值以及相应的应力评价准则。     

轨道车辆焊接接头热点应力计算研究

随着轨道车辆运行速度的提高、车辆载荷的增加及其焊接结构形式的复杂化,车辆的承载状况变得十分复杂.热点应力方法作为一种结构疲劳强度评定方法,其计算结果更接近于焊件实际应力,但尚未在轨道车辆结构疲劳评定中广泛应用.本文以热点应力方法为理论基础,分析、比较不同有限元模型与外推公式对热点应力计算结果的影响,计算不同载荷形式下的...     

高速磁浮列车车体承载结构优化设计研究

高度轻量化设计是具有三明治复合板结构特征的高速磁浮列车技术关键之一。本文首先通过对多种三明治复合板建模方法的分析比较,探讨了适合于三明治板大型结构有限元分析的既有工程精度又较为经济的建模方法;然后,运用优化技术对三明治复合板高速磁浮车体承载结构,建立了以车体结构轻量化为目标函数,以板厚为设计变量,以应力、挠度和一阶弯曲自振频率为约束条件的优化设计模型,并进行结构优化分析研究,获得了高速磁浮车体承载结构的轻量化优化设计方案。     

机车车体断面结构的优化设计

机车车体的刚度特性直接影响机车车体的可靠性、安全性及密封性能。但目前机车车体结构分析偏重于强度指标,主要以结构强度作为关键指标进行产品定型。文章根据结构设计的刚度准则,并参考目前几种车型的断面结构,对机车车体断面进行了优化分析,为车体断面型式的合理设计提供了参考。     

某型号时速250 km的不锈钢点焊车体钢结构强度分析

研究对象为某250 km/h不锈钢点焊结构的新型高速铁路客车车体,基于EN12663标准确定了载荷参数及工况,使用ANSYS15.0对车体钢结构强度和刚度进行有限元分析计算。计算结果表明,车体钢结构在各工况下计算应力小于材料的许用应力,刚度和静强度均满足要求,所得结果为车体的优化设计、结构改进提供了参考依据。