地铁车转向架构架的疲劳强度分析
转向架焊接构架静强度分析及疲劳强度评估
个 节点 的坐标 值 ， 而将 Ｇ ｏ ｍ ｎ—Ｓ ｉ 从 ｏｄ ａ ｍ ｔ 出 ， 图 ２所 示 。 ｈ画 如 Ｇ ｏ ｍ ｎ疲 劳极 限线 图实 际上 是一 种 疲 劳 破 坏 应 力包 络线 ， 何 节 点 ｏｄ ａ 任 或单 元应 力如果 处 于封 闭折 线 Ａ Ｃ Ｅ Ｇ Ａ之 内 ， ＢＤ Ｆ Ｈ 表示 在 指 定 循 环 Ｌ 疲 Ⅳ次 劳之 后 ， 料不会 发 生破坏 ， 材 否则 材料 都将 发生 断裂 。为 了定 量 反映 构架 各
中 图分 类 号 ： ２ ０ ３ １ Ｕ ６ ． ３ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
１ 概 述
转 向架是 铁道 车 辆 的重要 部件 之 一 ， 焊 接 构架 作 为 转 向架 其 余 零部 而 件的 安装基 础 ， 不仅 要将 车体 重 量 和运行 中的振 动载 荷传递 到 轮对 ， 要承 还
影响， 因此 使 用 方 便 而 被 广 泛 应 用 。
Ｇ ｏｍａ 劳极 限线 图绘 制起 来 材 料 的 ｏｄ ｎ疲 其
强 度 极 限 、 服 极 限 和 对 称 循 环 下 的 疲 劳 极 限 ｒ 。 测 得 、 和 屈 ，
后 ， 过简 单 的几何 作 图 ， 通 即可得 到 修 正 的 Ｇ ｏｍａ ｏ ｄ ｎ疲 劳极 限线 图 （ 见
计算 机应 用
铁道机车车辆工人 第２ ０ １ ２月 期２ １ 年
文 章 编 号 ：０ ７—６ ４ （ ０ １ ０ ０ ２ Ｏ １０ ０ ２ ２ １ ） ２— ０ ３一 ６
转 向架 焊接 构 架 静 强度 分 析及 疲 劳 强 度评 估
铁道车辆转向架构架疲劳强度研究
铁道车辆转向架构架疲劳强度研究铁道车辆转向架是连接车轮和车体的重要零部件，其主要作用是
支撑车体和传递各种荷载。
在运行中，转向架会遭受到很大的冲击力
和振动力，长时间使用后会出现疲劳损伤，进而影响其性能和安全性。
因此，疲劳强度是铁道车辆转向架设计和制造过程中需要重点考
虑的问题之一。
疲劳强度研究是指通过对转向架架构和材料进行力学
分析和实验研究，评估其在长期疲劳循环中的承载能力和寿命，从而
确定合理的架构设计和材料选取方案。
具体来说，疲劳强度研究需要进行以下方面的工作：
1. 车辆运行工况分析：通过对车辆运行时所受到的各种荷载进行
分析，确定转向架在运行过程中所承受的最大荷载大小和作用方向等。
2. 架构设计和优化：考虑运行工况下的荷载要求，针对转向架结
构进行设计和优化，使其能够在较长时间内保持安全可靠的运行状态。
3. 材料选取和试验验证：根据转向架的设计要求，选择合适的材料，并进行相应的试验验证，以确定其在疲劳循环中的强度和寿命。
4. 疲劳强度评估：通过对转向架进行计算和试验，评估其在疲劳
循环中的承载能力和寿命，为设计和制造提供参考和指导。
总之，铁道车辆转向架的疲劳强度研究是一项十分重要的工作，
旨在保障铁路运输的安全和可靠性。
地铁车辆转向架一系弹簧接触及疲劳分析
地铁车辆转向架一系弹簧接触及疲劳分析摘要:轨道车辆是城市轨道交通的重要组成部分，是城市公共交通的主要工具。
一系弹簧是保证车辆正常运行的重要部件，也是车辆转向架中最重要的部件之一，其主要作用是传递列车在运行中产生的动力和载荷，并将这些动力和载荷均匀地分布到转向架各部件上。
因此，一系弹簧的工作状态直接影响着车辆的稳定性和安全性。
随着城市轨道交通的快速发展，地铁车辆对一系弹簧提出了更高的要求。
一方面，地铁车辆运行速度快、负载大，对一系弹簧性能要求更高；另一方面，在实际运营中地铁车辆发生故障后，转向架一系弹簧常常发生损坏，导致地铁列车无法继续运行。
因此，研究地铁车辆一系弹簧的疲劳强度及失效机理对保障轨道交通安全运行具有重要意义。
关键词:地铁车辆；转向架；一系弹簧；疲劳分析目前国内对一系弹簧疲劳寿命研究主要集中在对弹簧疲劳强度的分析及设计方面，对于一系弹簧接触应力分析及疲劳寿命预测方面研究较少。
针对这一问题，文章以北京地铁1号线车辆转向架为例，针对转向架一系弹簧进行有限元仿真分析及接触应力测试；建立多体动力学模型并进行仿真计算，通过试验验证仿真分析结果；根据计算结果和试验结果对转向架一系弹簧进行接触应力计算和疲劳寿命预测。
研究成果可为我国地铁车辆转向架一系弹簧设计提供参考。
1.转向架一系弹簧有限元仿真北京地铁1号线车辆转向架一系弹簧安装在转向架上，弹簧两端采用铰接的方式连接到牵引电机和轮对上。
为分析转向架一系弹簧的工作状态，本文基于有限元分析软件Abaqus建立了转向架一系弹簧的三维模型。
转向架一系弹簧在列车运行时起着支撑、导向、传递和缓冲的作用，其载荷工况与车辆运行工况息息相关。
因此，在仿真计算中必须考虑车轮和构架的耦合作用，即轮轨力耦合。
采用壳单元模拟弹簧，采用梁单元模拟轮轨接触。
由于轮轨接触面积很小，且车轮与构架之间存在摩擦作用，因此模型中只考虑弹簧的弹性变形和轮轨间的摩擦力。
该模型中弹簧的弹性模量为1930MPa，泊松比为0.3;而构架的弹性模量为1875MPa，泊松比为0.4。
铁道车辆转向架构架疲劳强度研究
铁道车辆转向架构架疲劳强度研究研究背景铁道车辆转向架是保证列车在行驶中正常转向和稳定行驶的关键部件。
由于长时间的使用和高强度的工作负荷，转向架会经受来自车辆自身和轨道的巨大冲击和振动，容易导致疲劳损伤。
因此，研究转向架的疲劳强度，对确保铁道车辆的运行安全和提高转向架的使用寿命具有重要意义。
研究目的本文旨在探讨铁道车辆转向架的疲劳强度及其影响因素，为提高转向架的可靠性和使用寿命提供理论依据。
转向架的结构与功能转向架是连接车轮和车体的重要部件，主要由横梁、侧架、轴承、齿轮等组成。
它的主要功能包括支撑车轮、传递车辆重量和转向力、减震和缓冲等。
疲劳强度分析方法1.应力分析：通过有限元分析等方法，模拟转向架在实际运行条件下所受到的各种力，确定关键部位的应力分布情况。
2.疲劳寿命预测：根据转向架在实际运行中的载荷数据，结合疲劳寿命曲线，预测转向架的使用寿命。
3.动态特性测试：通过振动台试验等方式，测试转向架在不同工况下的振动响应，从而评估其疲劳强度。
影响转向架疲劳强度的因素1.车速和曲线半径：车速和曲线半径的增大会导致转向架受到更大的侧向载荷，增加疲劳损伤的风险。
2.载荷条件：不同运行状态下，列车所受到的载荷大小与方向会不同，对转向架的疲劳强度有重要影响。
3.材料性能：转向架所采用的材料的强度和韧性特性直接影响其抗疲劳能力。
4.设计参数：转向架的结构参数，如横梁长度、轴承布置方式等，也会对其疲劳性能产生影响。
疲劳强度改进措施1.材料优化：选择高强度、高韧性的材料，提高转向架的抗疲劳能力。
2.结构改进：优化转向架的结构设计，减轻其自重，减少应力集中点，提高疲劳寿命。
3.装配工艺：提高转向架的装配精度，减少装配应力，防止缺陷引起的裂纹扩展。
4.检测监测：建立转向架的实时监测系统，及时发现损伤并进行修复或更换。
实验研究与工程应用1.利用有限元分析、振动台试验等方法，开展转向架的疲劳强度试验研究，验证理论模型和分析方法的准确性和可靠性。
地铁车转向架构架的强度计算与评定
转 向架是 地铁 车 的重要 部件 之 一 ， ： 承载 它 直接 车体质 量 ，保 证 车 辆 顺 利 通 过 曲线 。转 向架 的各 种 参数 直 接决定 了车辆 运行 的平 稳性 、 曲线 通 过安 全 性 和乘 坐舒 适 性 。焊 接 构 架 作 为转 向架 其 余 零 部 件 的安装 基础 ， 仅要 将 车体质 量 和运行 中的振 不 动载荷 传递 到 轮 对 ， 要 承 受 连接 在 其 上 的牵 引 、 还 制动 与悬挂 系 统 部 件 所产 生 的各 向载 荷 。 由 于其 受 力状 态 复杂 ， 多年 来部 分铁 道 车辆 和城 市轨 道交 通 车辆 转 向架焊 接 构 架 曾在 使 用 期 内 出现 疲 劳 破
作者简介 ： 冯大建 （９ ５ ， ， １ ８ 一）男 河南信 阳人 ， 同济大学硕士研究生 ， 主要研究方向为机车车辆转 向架 的结构设计。
２ １ 年 １ 中国制造业信息化 第 ４ 卷 ０２ 月 １
表 １ 构 架运 营静载荷计算参数
参数 转向架数量 Ｔ ／ ／ 个 ｈ 每 台转 向架轮对数量 ／ 爪 车体质量 ｍ ｋ （ Ｗｏ ／ｇ Ａ 工况 ）
建立 构 架 的 有 限 元 模 型 如 图 １所 示 ， 离 散 出 共 ２ ５个 节点 、３５３个 单元 ， 中实体单 元 ５１６ ４４ ４ ２ ５ 其 ３
个、 板单 元 １ １ 。 ８４ ７个
１ 构 架 的 有 限元模 型
转 向架 构架 为全 封 闭焊接 结构 ， 主要 由 ２个 侧
CRH2动车组拖车转向架构架的强度分析
CRH2动车组拖车转向架构架的强度分析CRH2动车组拖车转向架构架的强度分析引言：现代高速铁路系统在运营中对列车的安全性和运行效率要求越来越高。
作为其中重要组成部分的动车组拖车转向架结构架的设计和强度分析对于保障列车的安全运行至关重要。
本文将对CRH2动车组拖车转向架结构架的强度进行分析，并探讨其对列车运行的影响。
一、CRH2动车组拖车转向架的结构CRH2动车组拖车转向架结构由构架、悬挂装置、附属装置和附件组成。
其中，构架是支撑整个转向架的关键部分，其强度对转向架的安全运行起着重要作用。
二、转向架结构的强度分析1. 载荷计算：在分析转向架结构强度之前，需要先对其所承受的载荷进行计算。
载荷主要包括静载荷（车辆重量）、动载荷（列车在运行中的振动和冲击）以及侧向力等。
通过对各种载荷进行计算和模拟，可以获得转向架结构所承受的力学应力。
2. 强度分析：利用有限元分析方法，对转向架结构进行强度分析。
将转向架的结构分解为有限个小单元，通过建立数学模型对其进行计算和分析。
通过分析，可以了解不同部位的强度情况，进而进行必要的优化措施。
3. 疲劳分析：转向架在长期运行过程中会受到循环荷载的作用，容易出现疲劳破坏。
因此，疲劳分析也是转向架结构强度分析的重点之一。
通过对转向架在实际运行条件下的循环荷载进行模拟和计算，可以得到转向架结构的疲劳寿命并提出相应的改进措施。
三、强度分析对列车运行的影响1. 安全性保障：通过对转向架结构的强度分析，可以评估其在不同载荷情况下的安全性能，从而保障列车在高速运行时的安全性。
2. 运行效率提升：强度分析结果可以为CRH2动车组的设计和制造提供依据，优化结构，减少材料用量，提高组装效率，从而降低成本和提高生产效率。
3. 降低维修成本：通过对转向架结构的强度分析，可以提前发现可能出现的疲劳破坏部位，采取相应的维修措施，减少维修成本和维修时间，提高列车的可用性和可靠性。
结论：对于CRH2动车组拖车转向架结构架的强度分析是确保列车安全运行的重要环节。
地铁车辆转向架构架疲劳研究
地铁车辆转向架构架疲劳研究摘要：地铁车辆转向架构架是车辆的主要承载部件，随着车辆的不断投入使用，所承受的是频繁的随机载荷，工况较为恶劣，容易出现裂纹，导致使用寿命远远小于设计寿命，严重影响运行安全性。
本文采用准静态应力叠加法对构架电机吊座结构进行了疲劳寿命预测。
仿真结果与该型构架实际出现疲劳破坏的位置吻合，验证了对构架进行疲劳分析方法的正确性。
关键词：转向架构架；多体动力学；刚柔耦合；疲劳寿命前言地铁车辆转向架构架在运行中所承受的耦合动载荷场比较复杂，并且局部刚度较小，很容易出现局部共振现象。
因此，从转向架的构架结构自身的振动特性出发，建立模型对构架的疲劳分析。
一、柔性构架的建立（一）柔体动力学理论柔性体的理论思想主是要赋予一个模态集，应用模态向量和模态坐标的线性组合表示物体的弹性位移，通过计算每一时刻物体的弹性位移来表示其变形，令柔性部件ｒ的界面固定，并建立模态矩阵，其中模态矩阵可表示为：其中：为节点对应产生的模态位移；为节点对应的第ｊ阶模态；为节点对应的第ｊ阶模态产生的应变场；为节点对应的第ｊ阶模态产生的应力场。
由此可知，只要获取柔性体中每个节点的模态位移，则可以得到柔性体中每一个节点的动应力响应。
三、地铁车辆刚柔耦合模型的建立与仿真利用上边得到的柔性构架，根据该型地铁车辆真实动力学参数以及结构参数，最终建立该型地铁车辆的刚柔耦合多体动力学模型如图1所示。
在建模过程中对柔性构架所受初始载荷进行预平衡，则在动力学仿真过程中柔性构架所承受的随机载荷也就模拟了车辆运行过程中构架的实际受力状态。
以该型地铁车辆在满载 AW2下时速72km/h作为仿真的边界条件，并以美国五级谱作为轨道激励进行仿真，仿真时间设为80s。
由图15得知，电机吊座安装座整体铸件结构为无限寿命，疲劳寿命最短的位置出现在电机吊座工字型加强板与电机安装座的焊缝连接处，仿真获得的电机吊座疲劳寿命较短位置与实际电机吊座发生疲劳破坏的位置吻合的很好。
ZMA100-A转向架构架疲劳分析
技术研发TECHNOLOGY AND MARKETV〇1.24，N〇.7,2017 ZMA100-A转向架构架疲劳分析陈晓峰，王志明，彭爰林(中车株洲电力机车有限公司产品研发中心，湖南株洲412001)摘要:对Z M A100 - A转向架构架进行了疲劳强度的校核，证明构架有足够的疲劳强度。
关键词：A N S Y S;构架；有限元分析Bogie Frame FEM Analyze of the frame of ZMA100 - ACHENXiaofeng，WANGZhiming，PENG Ailin(C S R Zhuzhou Electric Locomotive Co. ,Zhuzhou412001 ,China)Abstra c t：This article prove that the frame of Z M A100 - A has enough fatigue strength with the f i n i t e element analysis..Key words：A N S Y S；frame；F E M Analyzedoi：10. 3969/j.issn.1006 - 8554.2017. 07. 035〇引言中车株机生产的S H L11D城轨车辆，是100 k m/h速度等 级的A型地铁。
该地铁载客量大，速度相对较高，本文对此城 轨车辆的构架进行了有限元分析。
1模型简化及边界条件基于A N S Y S有限元分析软件，建立构架有限元模型。
在 计算中，构架自重和电机重量以质量形式在计算模型中考虑，其他载荷根据载荷的作用方式分别以面载荷和节点载荷的形 式作用于相关位置。
约束条件根据不同的载荷工况具体确定，主要作用于一系弹簧上和轴箱转臂定位座上。
构架结构离散为三维实体单元、牵引电机质量离散为三维 质量单元，一系弹簧悬挂系统离散为三维弹簧单元，有限元模 型见图1。
图1构架有限元模型2计算标准和工况组合计算工况和载荷组合按照UIC615 -4“动力转向架构架强 度试验方法”和EN13749“铁路设施转向架构架结构要求的规 定方法”的要求确定，工况组合见表1。
地铁转向架构架设计及疲劳强度分析_1
地铁转向架构架设计及疲劳强度分析发布时间：2022-09-19T08:58:46.710Z 来源：《科学与技术》2022年第10期作者：展茂利[导读] 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展茂利天津轨道交通运营集团有限公司天津市 300380摘要：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。
关键词：地铁；转向架；构架设计；疲劳强度1构架强度分析的研究现状对于转向架而言，构架的结构优化设计和强度科研是构架设计方案、制造、制造和应用的最重要阶段。
框架的设计过程首先根据社区业主的设计要求定义框架的主要参数和设计方案框架的结构。
第二步是在总体设计后验证框架的强度。
由于框架的强度直接影响车辆在运行过程中的稳定性和安全系数，因此框架的强度是社区业主最关心的问题之一。
第三，在理论强度计算之后，还需要对框架进行疲劳试验和使用寿命试验，这可以充分证明框架的强度和使用寿命。
2转向架总体结构简介转向架是轨道车辆的重要组成部分。
地铁车辆的动力装置、阻尼系统和基本制动系统都集中在转向架上。
因此，转向架是地铁车辆的重要组成部分。
按结构可分为机架、轮辋、驱动电机、制动系统、悬挂结构等，其中轮辋轴端包括两个轮辋和四个轴端；驱动装置包括2个减速箱、两个电机及其联轴器；基础制动包括四个制动缸、手动缓解装置；悬挂分为一系悬挂和二系悬挂，其中一系悬挂主要指转臂轴箱、一系钢簧以及一系减震器，二系悬挂包括空气簧、中心销、牵引梁以及抗侧滚扭杆组成。
3地铁转向架构架设计及疲劳强度3.1材料选取转向架构架的主体结构为H型，其承重梁主要由无缝钢管原料制成，如果不是，则在内部结构中设置构造柱。
轮辋和轴端设备的结构相对复杂，需要高强度。
因此，选择铸钢件的原材料以确保强度，同时便于生产和制造。
地铁动力转向架构架结构疲劳强度分析
地铁动力转向架构架结构疲劳强度分析作者：穆晓军张隶新陈经纬来源：《中国科技博览》2016年第20期[摘要]构架是地铁转向架的承载骨架，其强度可靠性对转向架的安全运行有着重要的影响。
本文根据焊接结构疲劳失效的特点，基于DIN 15018-1标准的焊接结构疲劳强度分析方法对地铁动力转向架构架结构进行疲劳强度分析，分析结果表明，该方法能准确地反映构架的疲劳强度储备情况，保证轻量化设计构架结构的疲劳强度，本文的分析对地铁转向架焊接构架设计具有一定的工程指导意义。
[关键词]地铁动力转向架构架疲劳强度分析中图分类号：U270.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0026-021 引言焊接构架是地铁转向架的承载骨架，转向架的轮对轴箱、悬挂系统、驱动装载、制动装置、牵引装置等均安装在构架上，构架的强度可靠性对列车安全运行起着重要的作用。
因此，研究构架结构的疲劳设计对发展地铁转向架技术有着重要的工程意义。
目前，对地铁转向架焊接构架结构设计和强度分析主要采用UIC标准[1]和EN[2]标准进行，结构疲劳强度分析采用ERRI B12/RP17[3]给出的方法实施，其基本原理是结构疲劳裂纹的扩展方向与最大应力方向相互垂直，且将多轴应力转化为单轴应力，利于Smith形式的Goodman疲劳曲线或者Moore-Kommers-Japer疲劳曲线进行评估。
地铁车辆在线路上运行时，构架承担的载荷为随机载荷，在不同的运行条件下，构架承担载荷的大小和方向随时发生变化。
即使按照UIC615-4标准和/或EN13749标准规定的计算载荷和载荷工况对构架应力分布进行分析，分析结果指出，结构同一位置在不同载荷工况下，结构的主应力的大小方向均发生变化，且构架多数区域的应力分布为多轴应力状态[4-7]。
因此，合理处理多轴应力对焊接结构疲劳强度的影响具有重要的工程意义。
本文针对焊接接头疲劳失效的机理，基于DIN 15018-1标准[8]对地铁转向架构架进行疲劳强度分析。
地铁车辆转向架构架强度分析
一
转 向架 每 侧 的超 常 横 向 载 荷 ，单 位 是 牛 顿
（ Ｎ）；
＋ １ ０ － ［ 齿 轮 箱 重 缴 ／ ３ ＋ 小 齿 轮＋ 联 轴器 ， ２ ＋ 吊 杆 】
４１ ３ ２ ５ ． ６ ８ Ｎ
ｎ —— 单 个转 向架轮 对数 量 ，取２ 。 （ ３ ）超 常扭 曲载荷
推 广 技 术
单 位是 牛顿 （ Ｎ） ；
中 国 科 技 信 息２ ０ １ ４ 每 箱 。 ５ 期・ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｍ ａ ｒ ． ２ ０ １ ４ ．
（ ３ —１ ７ ）
当构架的抗扭刚度Ｋ ， 远大于Ｋ． 时，上式可简化为：
一
ｑ上 （ 华 ） × Ｋ ７ ８ ０ ０ Ｎ
（ ３ — ３ ）
（ ７ ） 单 元 制动安 装处 的载 荷 正 压 力 载 荷 等 于 最 大 闸 瓦 力 ，取 ４ ０ ０ ０ ０ Ｎ
载荷 构絮上每侧的垂直力
工况
２
横向力 扭 曲 载荷 特殊载荷
电 机斑路 力矩 （ １ 十 ） ， 齿 轮 篇吊 杆中 心线耀 攀轴中 心线 芷交 离 ｆ ３ － ７ １
直ｌ １ ９８ ９３ ９Ｎ
（ ６ ）附加单元制动安装处载荷 正向压力载荷与最大闸瓦力相等，载荷等于４ ０ ０ ０ ０ Ｎ （ ３ － ８ ） 切 向摩擦 力 等于 最 大 闸瓦 力乘 与干 摩擦 系数 等 于 ２ ４ ０ ０ ０ Ｎ （ ３ － ９ ） ３ ． ２模拟运营载荷计算 （ １ ）每侧转 向架 上的 垂 向力
＝ 村 一 （ ， ” 一 ” ６ ２ ） 一 ９ ９ ９ ２ ０ ． ８ Ｎ （ ３ —１ ０ ） 、
转向架构架焊接结构的疲劳强度评价
转向架构架焊接结构的疲劳强度评价摘要:转向架焊接架是重要零件的基本载体，包括牵引电动机、齿轮箱、横向止挡和抗蛇行减振器承受着非常复杂的疲劳载荷。
尤其是对于转向架框架，负载条件更苛刻，焊接框架的疲劳强度能否达到设计和操作要求，直接影响安全性、稳定性、舒适性和经济性。
本文主要分析转向架构架焊接结构的疲劳强度评价。
关键词：焊接构架；损伤容限；疲劳累积损伤引言通过应变试验分析和仿真静力分析，发现在转向架构架纵梁焊接接头的断裂处存在恶劣的应力集中，以致产生了过大的应力，是转向架构架该处断裂的根本原因。
1、研究背景近年来，我国某某服务环境日益复杂极端化，目前正在设计生产的转向架对安全可靠性提出了更高的要求。
其中，某某结构的抗疲劳问题成为重点研究课题。
这是因为疲劳裂纹的产生和扩大具有很大的不确定性和隐蔽性，疲劳破坏时会发生瞬间的突发性，所以避免某某结构的疲劳破坏，提高运行安全性尤为重要。
材料在交变载荷下会产生微观和宏观的塑料变形，这种塑料变形降低了材料的承载力，产生了裂纹，随着裂纹的增大，最终会导致断裂，这种过程称为疲劳。
疲劳破坏一般由三个阶段组成。
①应力集中发生初始疲劳裂纹，即裂纹发生。
②裂纹稳定扩展；③不稳定和破坏。
当然，这三个阶段之间没有严格的界限，这导致疲劳强度校正困难。
疲劳过程受多种相关因素的影响，在同一个测试集或同一个问题的其他测试之间存在分散问题。
疲劳破坏的一个重要特征是，从表面和应力集中开始，对于焊接结构，疲劳通常发生在连接中。
焊接制造过程不仅会破坏母材的统一组织和特性，还会改变焊接区域或整个结构的应力状态和传力路径，从而导致材料内部和表面的各种缺陷，从而使焊接接头成为整体结构的弱点，是影响框架结构大型零件疲劳强度和寿命的重要因素。
对于熔接框架疲劳寿命评估，目前流行的分析方法包括标称应力方法、结构应力方法和槽口应力方法。
但是，既有强度设计思想的基本假设是将材料视为理想的均匀连续体，没有考虑到瑕疵车体的应力强度影响，因此很明显，设计过于保守。
CRH3转向架构架疲劳强度评价
CRH3转向架构架疲劳强度评价从第一条铁路建成并通车，铁路以其运载质量大、行驶速度快、运营安全节能等优势逐渐成为重要的交通运输方式之一。
进入20世纪后，公路、航空、管道等运输方式相继出现，交通运输进入了一个多元化的时代。
60年代后，公路和航空运输飞速发展，给铁路运输带来了较大的压力，铁路运输面临严峻的考验，因此提高列车的速度就成为铁路生存和适应社会发展的唯一出路。
早在上世纪初，德、日、法等国家就对高速列车的各个相关领域进行了深入的理论探索和试验分析，至80年代铁路高速技术取得了一系列的新突破、新成就，使铁路由传统的机车牵引集中配置进入到动力分散配置的动车时代。
从20世纪80年代开始，日本学者对高速列车轻量化承载结构疲劳强度和可靠性问题进行了广泛的理论、实验室试验和线路试验研究，提出承载结构疲劳设计的工程方法和延长其使用寿命的理论方法。
在工程上，对于设计阶段的车辆承载结构，主要依据JIS标准规定的载荷工况及载荷组合，利用Haigh形式的Goodman曲线对整体结构进行静强度和疲劳强度分析；对焊接结构细节根据日本钢结构协会疲劳设计指南给出的疲劳设计曲线(即S-N曲线)进一步考核。
同时进行概率设计或按疲劳损伤理论计算当量应力实施评估。
在欧洲，通过大量的车辆线路运行试验，国际铁路联盟(UIC)和欧洲标准(EN)试验中心专家委员会发布了大量车辆承载结构设计载荷、载荷工况组合和强度试验的研究报告，制定出了相关的设计和试验标准。
在车辆承载结构设计阶段，在上述相关标准的基础上，各国结合自身实际情况对承载结构进行强度考核。
我国在高速列车关键技术预研究阶段，由于结构强度设计和试验标准滞后于车辆技术发展，在承载结构设计阶段，主要根据服役环境和现有相关设计标准对设计产品进行静强度和疲劳强度分析。
高速列车的转向架构架是确保行车安全的重要部件，在运营过程中转向架构架在连续随机应力的长期作用下，构架上应变及应力过高的部位会逐渐形成损伤并积累，当积累达到一定程度时就会出现疲劳破坏，可能导致行车安全事故的发生。
简述一般性地铁车辆转向架的特征和疲劳强度分析
简述一般性地铁车辆转向架的特征和疲劳强度分析摘要：城市轨道交通是人民日常出行的重要交通工具，同时也担负着人们生命财产的安全，而转向架构架的疲劳问题在地铁车辆系统当中也是难点，而引发疲劳损坏的根源即为地铁轨道车辆在实际运用线路上承受的动载荷。
本文主要介绍了转向架的构架形式和转向架构架疲劳强度评估分析。
关键词：轨道交通；转向架；安全中图分类号：u231+.4 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）01-0142-31.转向架构架结构特征如下图1所示，转向架构架由低合金结构钢焊接成箱形梁组成的h形无端梁结构，左右两侧对称布置的侧梁总成和中间的横梁总成构成了构架的主结构。
侧梁主要由内外腹板：侧梁上下盖板、导框上下盖板等组成，侧梁中间部分下凹，以适应二系悬挂空气弹簧的安装，侧梁上焊有一系弹簧安装座、导框拉杆座、制动连接座等。
横梁主要由腹板、底板、顶板组焊而成，横梁上还焊有齿轮箱吊杆座、牵引拉杆座、电机纵向机架、电机座、缓冲挡梁等。
在侧梁和横梁箱体内部焊有大量钢板以加强构架的整体刚度。
4.转向架构架疲劳评价4.1疲劳强度评估方法在进行轨道车辆结构疲劳强度评估时，国际上普遍采用许用疲劳极限作为判据。
国内外对焊接接头疲劳强度的研究表明，其许用疲劳极限主要取决于焊接接头形式、是否开坡口、焊透情况，以及对焊缝的修磨情况，而与母材强度无关。
参照国内外有关规程和试验研究结果确定许用疲劳极限，如：（l）横向或纵向承载角焊缝，不开坡口时，其许用疲劳极限为50mpa；（2）横向非承载角焊缝或双面开坡口焊透的承载角焊缝，许用疲劳极限为70mpa；（3）板材5355j2w+n/5355j2h，许用疲劳极限为160mpa；（4）轴箱用材为b级钢，许用疲劳极限为100mpa。
进行转向架结构疲劳强度评估时，将各测点运用公里数的等效应力幅与许用疲劳极限作比较，如果等效应力幅小于许用疲劳极限，则表示能够安全运行该公里数：否则不能保证安全运行，需要降低运行公里数，即减小等效应力幅，直至其小于许用疲劳极限。
Y25型转向架构架结构强度和疲劳分析
Y25型转向架构架结构强度和疲惫分析专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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某型地铁车辆转向架构架疲劳强度优化
某型地铁车辆转向架构架疲劳强度优化某型地铁车辆转向架构疲劳强度优化地铁作为城市重要的公共交通工具，具有快速、安全、环保等诸多优点，在城市交通中发挥着重要作用。
而地铁车辆的转向系统对于乘客的乘坐舒适性和行车安全至关重要。
然而，长时间行驶和大负荷工况下，地铁车辆转向架构可能面临疲劳断裂的风险。
因此，对地铁车辆转向架构的疲劳强度进行优化具有重要意义。
某型地铁车辆转向架构通常由转向器、横梁和连接杆等部件组成。
这些部件经常承受着受力和振动，从而导致疲劳损伤。
为了优化疲劳强度，需要从结构设计、材料选择和工艺优化三个方面进行改进。
首先，从结构设计的角度来看，合理的结构设计可以减小转向架构的应力集中现象，并提高其抗疲劳性能。
一种常见的优化方法是采用有限元分析，通过模拟和计算分析不同载荷和工况下的应力分布情况，找出极限应力点，并加强或者优化这些部分的结构。
此外，采用增加连接点数量、改变连接点位置的方式，也可以有效减小应力集中。
其次，材料选择也是优化地铁车辆转向架构疲劳强度的重要因素。
通常情况下，需要选择具有高强度和韧性的材料来使转向架构具备更好的疲劳寿命。
目前常用的材料包括铁基合金、高强度钢和铝合金等。
通过材料试验和工程实践，可以选择最适合地铁车辆转向架构的材料，以确保其寿命和安全性能。
最后，工艺优化也是提高地铁车辆转向架构疲劳强度的重要手段。
合理的工艺控制可以消除缺陷和应力集中点，提高转向架构的无缺陷率。
对于铸铁转向器的制造，可以通过改进液态金属充模工艺，控制金属的凝固过程，减少凝固缩孔和夹杂物的发生。
此外，优化焊接工艺、热处理过程和表面处理方法，也可以提高地铁车辆转向架构的疲劳寿命。
综上所述，某型地铁车辆转向架构疲劳强度的优化是确保地铁运行安全的关键要素之一。
通过结构设计的改进、材料选择的优化和工艺的改进，可以提高地铁车辆转向架构的疲劳强度，延长其使用寿命，确保地铁运行的安全性和可靠性。
同时，在实际的工程应用过程中，还需要考虑成本、制造难度和可行性等因素，综合各方面因素进行综合权衡，寻求最佳的解决方案综合考虑地铁车辆转向架构的结构设计、材料选择和工艺优化等方面，可以有效提高其疲劳强度并延长使用寿命，从而确保地铁运行的安全性和可靠性。
铁道车辆转向架构架疲劳强度研究
铁道车辆转向架构架疲劳强度研究铁道车辆转向架构疲劳强度研究1. 引言铁道车辆作为重要的交通工具，其安全性和可靠性备受关注。
转向架作为车辆的关键部件之一，其疲劳强度对车辆的运行安全具有重要影响。
因此，对铁道车辆转向架构造进行疲劳强度研究具有重要意义。
2. 转向架构造及其作用转向架是铁道车辆的重要组成部分，主要由车轮、轮轴、轮对、承载架等构成。
其作用是支撑车辆重量、传递牵引和制动力，同时保证车辆的稳定性和操纵性。
3. 疲劳强度的概念及影响因素疲劳强度是指材料在循环载荷下发生疲劳破坏的能力。
铁道车辆转向架的疲劳强度受到多种因素的影响，包括材料的强度、载荷的大小和循环次数等。
4. 疲劳强度的评估方法为了评估转向架的疲劳强度，可以采用有限元分析、应力集中因子法和疲劳试验等方法。
有限元分析可以通过建立转向架的数值模型，计算其应力和应变分布，进而预测疲劳寿命。
应力集中因子法则通过提取关键部位的应力集中因子，进行疲劳寿命预测。
疲劳试验则通过对转向架进行实际加载，观察其疲劳破坏形态，评估疲劳强度。
5. 疲劳强度优化设计为了提高转向架的疲劳强度，可以采取优化设计的方法。
例如，可以通过增加材料的强度、改变结构的几何形状、优化焊接工艺等手段，来提高转向架的疲劳寿命。
6. 疲劳强度监测与维护为了保证转向架的安全运行，需要进行定期的疲劳强度监测和维护。
可以采用无损检测技术，如超声波检测、磁粉检测等，对转向架进行检测，及时发现潜在的缺陷和疲劳损伤，并进行修复或更换。
7. 结论铁道车辆转向架的疲劳强度研究对保障车辆的运行安全具有重要意义。
在研究过程中，需要综合考虑材料、结构和加载等因素，并采用合适的评估方法和优化设计手段，以提高转向架的疲劳寿命。
同时，定期进行疲劳强度监测和维护，可有效延长转向架的使用寿命，确保铁道车辆的安全运行。
通过进一步的研究和应用，有望提高铁道车辆转向架的疲劳强度，为乘客提供更安全、舒适的出行体验。
地铁转向架构架设计及疲劳强度分析
地铁转向架构架设计及疲劳强度分析发布时间：2022-09-07T02:01:18.694Z 来源：《科技新时代》2022年4期作者：韩庆磊张佳琪[导读] 当前，我国城市规模不断扩大，人口急剧增加。
为了缓解城市交通压力，便于人们出行，近年轨道韩庆磊张佳琪沈阳地铁集团有限公司运营分公司辽宁沈阳 110000摘要：当前，我国城市规模不断扩大，人口急剧增加。
为了缓解城市交通压力，便于人们出行，近年轨道交通设施推陈出新，地铁等交通基础设施发展迅速。
转向架是轨道交通车辆得以正常行驶的基石。
转向架构架作为转向架重要的承载部件，不仅起到支撑车体的作用，而且还是转向架各零部件的安装载体，在运行过程中起到传递来自各方向的交变载荷的作用。
构架为转向架各零部件提供了安装接口定位，其主要作用是承受、传递各种作用力及载荷。
为保证转向架在正常运行中的安全可靠性能，设计之初对转向架构架及其关键受力件进行强度和刚度校核分析与优化就显得尤为重要。
关键词：地铁转向架；构架设计；疲劳强度作为轨道交通的重要组成部分，地铁以其运量大、高速、准时及节省空间等优势，已成为解决城市道路拥堵、缓解交通压力的重要方法。
同时，随着地铁车辆运营里程和服务年限的增加，部分转向架构架出现了大量的疲劳裂纹问题。
转向架是地铁车辆的重要组成部件之一，其结构的可靠性直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。
转向架构架在运用过程中时常发生疲劳裂纹、疲劳断裂以及测试寿命无法满足合同要求等问题，其原因各不相同。
一、地铁转向架构架裂纹产生原因1、裂纹产生情况。
某地铁车辆运行时为6 节编组，共34 列，最长运用里程接近90 万公里，动车构架出现疲劳裂纹，裂纹位于齿轮箱吊座立板与补强板连接根部焊缝处，裂纹从焊趾部位开始，沿熔合线向上延伸，但未扩展至母材。
之后对全部地铁车辆进行普查，共发现裂纹81 起。
为保证车辆的正常运营，制定了焊修方案作为临时措施，对裂纹进行了焊修。
2、强度计算及试验。
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地铁车转向架构架的疲劳强度分析
本文利用HyperMesh建立构架的有限元模型，参照UIC615-4标准对构架加载主要运营载荷，用RADIOSS求解各工况下的应力，并计算出关键点的应力幅和平均应力。
然后用HyperGraph软件绘制材料的Goodman疲劳极限图和关键点的平均应力和应力幅的关系，根据Goodman图完成了构架的疲劳强度分析，得出构架的疲劳强度合格的结论。
1 引言
转向架是地铁车辆的重要部件之一，它直接承载车体重量，保证车辆顺利通过曲线。
同时，转向架的各种参数也直接决定了车辆的稳定性和车辆的乘坐舒适性。
构架作为转向架其余零部件的安装基础，不仅要将车体重量和运行中的振动载荷传递到轮对，还要承受连接在其上的牵引、制动与悬挂系统部件所产生的各向载荷。
由于构架有如此复杂的受力状态，因此，有必要在转向架的设计阶段对构架的疲劳强度进行评估。
本文以地铁车转向架的构架为研究对象，利用Altair公司的HyperMesh软件建立构架的有限元模型，并利用RADIOSS求解器软件求解构架在几种典型的工况下的应力，计算出关键点的应力幅和平均应力，根据材料的Goodman图，完成了构架的疲劳分析。
2 构架的有限元模型
转向架构架为全封闭焊接结构，主要由2个侧梁和2个横梁组成，构架侧梁整体呈U形的箱型焊接结构，构架两端的下侧设有橡胶弹簧安装座，中央上部设有空气弹簧安装座。
构架的横梁也采用封闭的箱型焊接结构，横梁的外侧斜对称位置设置电机吊座和齿轮箱吊座，下侧的斜对称位置设有牵引拉杆座，两个横梁之间设有横向止档座。
横梁和测量内部还设有多块筋板，以加强构架的强度。
利用HyperMesh软件建立的构架的有限元模型如图1所示，有限元建模过程中按照构架的实际结构进行离散，除电机吊座和齿轮箱吊座用实体单元外，其余结构全部用板单元离散。
考虑电机惯性对构架强度的影响，在电机质心处建立一个节点，用刚性单元将该节点与电机吊座连接。
共离散出24454个节点，23553个单元，其中实体单元5136个，板单元18417个。
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图1 构架的有限元模型
3 载荷计算及工况
构架的运营静载荷计算参数如表1所示：
表1 构架的静载荷计算参数
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3.1 主要运营工况载荷
3.1.1 垂向载荷
按照UIC615-4标准，主要运营工况的垂向载荷为：
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垂向载荷作用在侧梁的空气弹簧安装座上。
3.1.2 横向载荷
根据UIC615-4标准，构架的横向载荷为：
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横向载荷作用在横向止档座上。
3.1.3 扭曲载荷
扭曲载荷模拟线路扭曲情况下转向架构架的翘曲，作用于一系弹簧安装座处，且一个对角方向向上，另一个对角方向向下，构架的扭曲载荷大小为：
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3.2 主要组合计算工况
考虑车体浮沉振动引起的垂向力的变化，取垂向力百分比β=0.2，考虑车体侧滚引起的垂向力的变化，取垂向力百分比α=0.1，根据UIC615-4标准，
主要运营工况的组合工况如表2所示：
表2 组合计算工况
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4 疲劳强度计算结果及分析
国际铁路联盟UIC的研究组织推荐使用Goodman疲劳强度曲线图法评估构架的疲劳强度。
该方法的评定原则是构架上各节点的的应力幅和平均应力在线图的规定范围内。
应力幅和平均应力的计算公式为：
应力幅：
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平均应力：
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采用RADIOSS求解器构架在上述13种工况下的的应力分布。
根据构架的结构特点，选择应力较大及易发生疲劳裂纹的5个点为疲劳强度评估采样点：第1点为侧梁与横梁交界处上盖板，第2点为侧梁与横梁交界处下盖板，第3点为齿轮箱吊座与横梁交界左上角，第4点为齿轮箱吊座与横梁交界右下角，第5点为电机吊座上盖板左角。
各采样点疲劳强
度应力计算结果如表3所示：
表3 采样点的应力结果
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构架的材料为低合金高强度钢，取屈服极限为360Mpa，疲劳强度为240Mpa，采用HyperGraph软件绘制得到的材料的Goodman图及采样点的平均应力和应力幅的结果如图2所示：
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图2 材料的Goodman图及疲劳分析结果
由图2可知，各采样点的应力范围均在Goodman疲劳极限范围内，表明该构架满足疲劳强度要求。
5 结束语
用HyperMesh软件建立了构架的有限元模型，并按照UIC615-4标准对构架加载主要运营工况下的载荷，然后用RADIOSS软件求解各工况下构架的应力，并计算了各关键点的应力
幅和平均应力。
根据材料的性能参数用HyperGraph软件绘制了材料的Goodman疲劳极限图和采样点的平均应力和应力幅的关系。
通过Goodman图得出构架疲劳强度合格的结论。