高速客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷特性及結(jié)構(gòu)振動(dòng)研究.pdf

1、隨著機(jī)車車輛運(yùn)行速度提高，作用于機(jī)車車輛與軌道結(jié)構(gòu)之間的動(dòng)態(tài)作用力增大，使得車輛各部件之間振動(dòng)加劇。這些載荷作用在轉(zhuǎn)向架上，嚴(yán)重影響著轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命，機(jī)車車輛關(guān)鍵部件的疲勞損傷問(wèn)題日益突出。 本文旨在探索以數(shù)值計(jì)算的方法，建立高速客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架關(guān)鍵部位使用壽命與載荷譜(作用力)之間的關(guān)系。 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)多以多剛體為研究對(duì)象，而隨著動(dòng)力系統(tǒng)高速度、高精度、高穩(wěn)定性要求的不斷提高，構(gòu)架彈性變形及結(jié)構(gòu)振動(dòng)就不可忽

2、略。因此，考慮構(gòu)架彈性，研究轉(zhuǎn)向架構(gòu)架所受動(dòng)載荷及其相應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)于構(gòu)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及確保高速列車行車安全十分重要。 通過(guò)數(shù)值計(jì)算，獲得車輛運(yùn)行中構(gòu)架所受動(dòng)態(tài)載荷及對(duì)應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力。為使計(jì)算載荷具有代表性，計(jì)算了多種不同影響因素下的車輛運(yùn)行工況，分析這些因素對(duì)構(gòu)架動(dòng)態(tài)應(yīng)力的影響特性。根據(jù)動(dòng)應(yīng)力和動(dòng)態(tài)載荷值，獲得了具有普遍意義的構(gòu)架應(yīng)力譜和載荷譜。由構(gòu)架應(yīng)力譜推算出其關(guān)鍵部位的使用壽命，按照等壽命原則，推導(dǎo)出構(gòu)架使用壽命與其所受載荷

3、的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而為構(gòu)架疲勞試驗(yàn)載荷加載提供依據(jù)。 本文的研究方法是通過(guò)有限元軟件ANSYS和多體動(dòng)力學(xué)軟件SIMPACK的有效結(jié)合，完成了剛體-柔體的耦合，獲得了隨機(jī)激擾下轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的動(dòng)態(tài)特性及受載狀態(tài)；根據(jù)對(duì)車輛多種影響因素條件下運(yùn)行工況的計(jì)算，分析了不同典型因素對(duì)構(gòu)架動(dòng)應(yīng)力的影響；將各種計(jì)算工況合理擴(kuò)展，形成了具有普遍意義的構(gòu)架應(yīng)力譜和載荷譜，建立了載荷與構(gòu)架使用壽命之間的關(guān)系，確定出典型的線路計(jì)算工況。 通過(guò)綜合有