地铁转向架构架有限元分析与强度试验

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转向架构架作为轨道交通车辆重要的组成部分,在地铁车辆上起到至关重要的作用。随着轨道车辆的速度不断提升,转向架构架的安全性、可靠性尤为重要。本文针对转向架构架的结构的强度分析方面进行研究,以提升转向架的结构安全性、可靠性。本文的研究内容如下:(1)分析了转向架构架的结构,选用H型焊接结构,对构架侧梁、横梁、减震器座等结构进行详细介绍,建立构架的三维模型。(2)对构架进行了载荷计算。基于TB/T 2368-2005标准,结合车辆实际运行情况,根据构架的结构特点,分析了构架在模拟运行工况下和超常载荷工况下的垂向载荷、横向载荷、纵向载荷等。基于EN13749-2011标准,进行了构架的疲劳试验的载荷计算。(3)对构架的有限元模型进行处理,确定了有限元仿真的边界条件。基于TB/T2368-2005对本文设计的转向架构架的进行了静强度分析。通过利用有限元软件对构架进行静强度分析,结合有限元分析得到的应力云图以及应力值,可发现在工况14时构架产生最大应力值256 MPa,最大应力值出现在侧梁上盖板靠近制动座圆弧处,没超过构架材料的屈服极限值355 MPa;基于DVS1612规范对构架上焊缝等级进行分级处理,针对模拟运营工况下的有限元分析,将各个点的应力值绘制到MKJ疲劳极限图中,最终各点均在MKJ疲劳极限图内,即构架的静强度及疲劳强度均满足要求。(4)通过对转向架静强度试验和疲劳强度试验进行试验验证。对静强度试验结果进行分析,结合Goodman疲劳极限图将静强度试验的结果进行评定,各工况下观测点的应力值均在Goodman疲劳极限图内部,满足标准要求。通过三阶段疲劳试验,分别对构架进行600万、800万、1000万次试验后,对构架进行磁粉探伤,检测构架母材及焊缝是否有裂纹损失,判断构架的结构是否安全可靠。
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