关于铁路货车车体刚度评定标准的分析与思考
车床主轴刚度分析与改进
车床主轴刚度分析与改进车床是一种广泛应用于金属加工领域的机械设备，它通过主轴驱动工件在刀具上进行旋转，实现物料的加工。
然而，随着市场需求的不断增长，车床的工作要求也越来越高。
主轴刚度作为车床性能的关键指标之一，对加工质量和效率有着重要影响。
因此，对车床主轴的刚度进行分析和改进，将进一步提升车床的整体性能。
首先，我们来了解一下什么是主轴刚度。
主轴刚度是指在切削过程中主轴抗弯性和抗拉性的能力。
在工件与刀具之间施加切削力时，如果主轴刚度不足，则会导致主轴变形，影响加工精度和表面质量。
因此，提高主轴刚度可以有效减小变形，提高车床加工精度。
那么如何进行主轴刚度分析呢？一种简单有效的方法是有限元分析。
通过将主轴模型进行有限元离散化，结合边界条件和材料力学参数，可以得到主轴在受力情况下的变形和应力分布。
通过分析变形和应力，我们可以评估主轴的刚度状况，并找出存在的问题。
然而，刚度分析只是第一步，更为重要的是根据分析结果进行刚度的改进。
首先，可以考虑采用更高强度的材料制作主轴。
高强度材料具有更好的抗弯和抗拉性能，可以有效提高主轴的刚度。
其次，可以对主轴结构进行适当优化。
例如，增加主轴的直径和长度，采用对称结构等，都可以提高主轴的刚度。
此外，还可以考虑在主轴上设置支撑装置，如轴承和滑轨，增加刚度支撑。
除了这些改进措施，还可以结合其他辅助手段进一步提升主轴刚度。
例如，可以在主轴上采用液压或电机支撑装置，通过增加外部支持力来提高主轴的刚度。
此外，还可以通过调整主轴周围的冷却系统，控制主轴温度的变化，进一步减小主轴的变形。
综上所述，主轴刚度是车床性能的重要指标，对加工精度和效率有着显著影响。
通过对主轴刚度的分析和改进，可以提高车床的整体性能。
在实际应用中，可以采用有限元分析等方法进行刚度评估，然后结合材料和结构改进等措施，提高主轴的刚度。
此外，还可以通过辅助手段和调整冷却系统等方式进一步提升主轴的刚度。
相信通过这些改进措施，车床的加工效果将会有明显提升。
某型小汽车运输铁路专用车车体强度分析及结构优化
某型小汽车运输铁路专用车车体强度分析及结构优化某型小汽车运输铁路专用车车体强度分析及结构优化1.引言某型小汽车运输铁路专用车是一种用于将小汽车从一个地点运输到另一个地点的专用车辆。
为了确保车辆的安全和稳定运行，需要进行车体强度分析和结构优化。
本文将对该型号车辆车体进行强度分析，并提出结构优化方案。
2.车体强度分析2.1 模型建立首先，对该型车辆进行三维建模。
选择合适的软件，进行车辆车体的建模和网格划分，得到完整的有限元模型。
模型的划分应按照车身结构进行，包括车身底板、车身壳体、支撑结构等。
2.2载荷分析根据设计标准和实际使用情况，确定各种载荷条件。
主要包括静态荷载、动态荷载和温度荷载等。
静态荷载包括自重、车辆载荷和小汽车载荷等；动态荷载包括行车、刹车、转弯等时产生的加速度；温度荷载则是指因温度变化引起的应力。
2.3边界条件的设定根据实际情况，设定相应的边界条件。
例如，固定底板和支撑结构的连杆连接处，设定其固定约束。
同时，还需设置诸如悬挂、支撑连接处的约束。
2.4材料性能参数设置选择车辆的主要构件材料，并设置相应的材料性能参数。
包括杨氏模量、泊松比、抗拉强度、屈服强度等。
这些参数直接影响整个模型在载荷作用下的变形和应力情况。
2.5加载及分析根据前述模型的建立、载荷和边界条件的设定以及材料性能参数的设置，进行有限元分析。
根据模拟结果，获取车体在不同荷载工况下的应力、应变等信息。
3.结构优化根据车体的强度分析结果，进行结构优化。
主要通过调整结构的材料、厚度和减少不必要零件等方式，提高车身的强度。
优化的目标是在保证车辆运行稳定的前提下，尽量减少车身的重量。
3.1选用优质材料根据强度分析结果，选择优质材料以提高车体的强度。
合理选择材料可以有效减少车身的重量，并且提高车身的刚度和抗拉强度。
3.2优化车身结构通过优化车身结构，减少不必要的零件和连接件，降低车身的重量。
可以使用拓扑优化方法，分析不同结构形式下车体的强度。
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度是指轨道沿铁路线路上的抗挠性能，它是设计和施工新铁路线路、翻新
和丰补已有线路的重要参数之一。
铁路轨道刚度的好坏直接影响运行质量、运行速度和车
辆寿命，因此必须采取适当的方法来确保其准确度。
铁路轨道刚度的测量方法有两种，分别是试验法和计算法。
试验法：又称为在现场直接测量法，是在实际现场对轨道进行测量，在运行状态下，
利用车载测量系统进行测量，可以得到轨道弹性模量和轨道不均匀度以及轨道质量等参数，最后通过数据处理得出轨道的刚度。
计算法：又称为理论计算法，是基于轨道结构的理论模型，根据轨道结构的弹性特性
计算成形，并根据轨道使用情况和轨道杆数选择合适的计算方法。
计算法一般用于新铁路
线路的设计和评估，并且得出的数值比较准确。
综合以上两种方法，现场测量和理论计算相结合，是测量铁路轨道刚度的最佳方法。
先用理论计算法计算得到轨道刚度的预计值，然后采用现场测量法进行检验和改正，通过
比较预计值和实测值，来确定实际的轨道刚度参数。
此方法比较准确和可行，也是目前铁
路轨道刚度测量中最常用和最有效的方法。
除了上述方法，铁路轨道刚度还可以通过另外一些三维建模软件进行计算，对于设计
或者方案对比来说非常有用，但具体适用性还需要根据实际情况来决定。
最后，要注意的是，在轨道铺设及维护过程中，应该加强对轨道固定情况的检查和调整，以保证轨道刚度的准确度和稳定性。
在进行这些调整时，应该遵循相关的标准和规程，以确保安全、高效、可靠的铁路运输。
国内外铁路货车车体强度设计与试验标准的分析与研讨(待续)
作者简介：田葆栓（１９６６一），男，高级工程师（教授级）。
・２６・
万 方数据
国内外铁路货车车体强度设计与试验标准的分析与研讨
田葆栓
补充规定。笔者建议，对于万吨及以上编组列车的 第一工况、第二工况的纵向载荷标准，关键件的疲劳 试验、线路试验的试验条件和试验方法等应积极研 究借鉴国外先进标准，并根据我国的实际运用工况 进行修订，以适应我国铁路货车的发展。
表１
ＴＢ／Ｔ １３３５－－１９９６中与货车车体结构有关的载荷及评定
注：一。为材料屈服极限。
２．２
ＡＡＲ标准《货车设计制造规范》Ｍ一１００１ 北美铁路协会ＡＡＲ是非营利性技术协会，其成
（２）针对铁路运营商的联运规则和设备制造商的 标准手册及推荐规范，主要为装备和零部件机械性能 方面的内容； （３）针对货物装载规则，主要为铁路、国际贸易或 货主的载荷规定。 ＡＡＲ的标准（包括技术标准和检修规程）需符合 并严于ＦＲＡ（联邦铁路管理局）颁布的技术法规，主 要侧重于机械设备性能、互换性和运输标准，也包括电 气、列车通信信号等要求。各公司制定的企业标准更
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 田葆栓， TIAN Bao-shuan 青岛四方车辆研究所有限公司,研究试验部,山东,青岛,266031 铁道车辆 ROLLING STOCK 2009,47(5)
本文链接：/Periodical_tdcl2铁路货运公司以及美国 客运公司（Ａｍｔｒａｋ）等。北美铁路协会ＡＡＲ标准包 括标准手册和建议规范，分为三大类：技术规范（Ｍ）、 一般标准（Ｓ）、推荐规范（ＲＰ）。包含３个方面的内容： （１）针对铁路运营商的联运规则，主要为装备的 使用和维护方面的内容；
２７・
万 方数据
谈铁路钢筋混凝土梁竖向刚度测试的分析方法
参 数 ，判 定 梁 体 竖 向振 动 状况 ． 达
到 有 效判 断 梁 体 振动 是 否 同 步 、 支
座 工作 面 是 否 完好 、 隔板 联 结 刚 横
度是 否达 到要 求等 检测 目的。
分 析举例 ：
该 桥 位 于西 延 线 黄 陵～ 家 沟 刘
ｊ一 一 ＿～ －… …… 一 ＋ｔ …… ～一 一～ ’一 －… ｔ— … 一喇 ｌ － 。ｊ ， … 一 一 … ＾ “ 一 ～ …
年１ 月新换 梁体 。
表２某桥 不 同孔 同侧 竖 向振 动数值 表
测 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ １ ０ １ １ １ １ １ ２ ３ ４ ５
次
４ 一 — — — — — １ 一 ０ ６
．
—
—
３ ４６ ｍ，线 路 纵 坡 为 一 ． 及 一 ７ ．５ ４５ ‰
测 是 合 理 判 定 梁 体 竖 向 刚 度 及 整
体 工作 状 态 的有效 方法 。利用 本 文
提 出 的 图形 分 析 法 和 数 理 统 计 法
３０ 。各 孔 梁底 为铸 钢摇 轴 支 座 。 ． ‰
固定 支 座设 在 西 安 端 。 第 １ １ 孔 ～】 ３． １ ｍ预 应 力 混凝 土Ｔ 为 曲线 梁 。 ７ 梁
谈铁路钢 筋混凝土梁竖 向刚度 测试的分析方法
西 安 铁 路 局 安 康 工务 段 张 家明 西 安 铁 路 局 工务 检 测 所 刘 楠
摘 要 ：在进 行 铁路 桥 梁试 验检 定 工作 中 ，桥跨 结 构 的横 向振 动 检 测是 确 认桥 梁横 向刚 度 的重要 依 据 ，然 而 梁体 的 竖 向振 动分 析 方 法 及 限值 在 《 桥检 规 》 中没 有 明确 的规 定 。本 文 通过 两类 竖向 振 动
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度的确定方法探讨铁路轨道刚度是指铁路轨道的抗弯刚度和抗侧向位移能力。
在铁路工程中，轨道的刚度对于保证列车司乘人员的安全和舒适性至关重要，并且对于轨道的桥梁、隧道等工程也有着重要的影响。
因此，铁路轨道刚度的确定是铁路工程中不可忽视的环节。
本文将从轨道机车系统中的铁路轨道刚度的作用、刚度的意义、刚度的测量方法以及刚度的优化等方面进行探讨，旨在为铁路工程人员提供有用的参考。
一、铁路轨道刚度的作用铁路轨道刚度是保证铁路运输正常运行的重要指标之一。
在列车通过铁路轨道时，轨道会承受列车重量的压力，并向地下传递压力，因此，刚度对于保证路基稳定性及铁路安全具有至关重要的作用。
另一方面，轨道的刚度也对铁路运营成本和效率有着重要的影响。
如果轨道弯曲度过大，列车需要降速行驶甚至停车，这样会导致列车运输时间延长和能耗增加，影响铁路运输效率。
因此，铁路轨道刚度的准确测量和优化对于铁路工程的安全、可靠和高效具有重要意义。
二、刚度的意义铁路轨道刚度是指对于轨道外力而言，所产生的形变量与所加载的力之比。
简单来说，刚度越大，轨道对外力的干扰越小。
对于轨道机车系统的运行来说，越高的刚度能够减少轨道的振动，使车辆稳定，并减少功率损失及能量消耗。
同时，轨道刚度也影响列车行驶的速度和乘坐舒适度。
当列车通过刚度较小的弯曲轨道时，轨道会受到更大的振动，会感到颠簸和噪声，从而影响司机的操作和乘客的舒适度。
因此，在轨道设计和施工中，铁路轨道刚度的考虑是非常重要的。
三、刚度的测量方法铁路轨道刚度是工程实践中的一个重要问题，常用的测量方法有多种，如静力测量法、动力测量法、标准列车法等。
以下分别介绍这三种常用的测量方法。
1. 静力测量法静力测量法是通过对轨道施加静载荷，并监测它的弯曲而得到刚度值的方法。
该方法操作简便，仪器精度高，准确度较高，但需要采用先进的测力仪器和测量技术，且需要时间较长，不适用于24小时轨道监测。
动力测量法在列车通过轨道时采用传感器实时监测轨道的振动，同时在列车上也配置了测重设备、曲率传感器、速度传感器等设备，并通过对列车状态的分析得到刚度值。
铁路货车车体静强度试验方法分析
铁路货车车体静强度试验方法分析摘要：铁路货车需要采取科学的试验方法确定车辆结构强度或车体的各项指标，强度试验在实际铁路货车生产中至关重要，例如车体静强度试验就是极其重要的一种，试验后要对车体应力进行分析，在实际分析中其结果主要使用示值数据来表示，忽视了了加载系统、传感器和采集系统等带来的不确定性，检测结果接近符合性判定限值时，测量的不确定性会影响规范限量的符合性，因此要选择适合的方法进行试验，如测量结果不确定度分析方法和结果符合性判定方法，研究测量不确定度对试验结果可接受性的影响，进而完善铁路货车试验研究体系。
关键词：铁路货车；车体静强度；试验方法车体静强度试验对于铁路货车从生产到投入使用来说至关重要，铁路货车从设计之初，到上线运行，车体静强度试验时必做的型式试验，有助于实现车体结构设计优化，对仿真计算模型、方法及结果的合理性和准确性进行验证，有助于纠正错误，对于转场车辆的生产、出厂具有保障作用，合理准确的按照标准完成车体静强度试验，获得精确数据对于铁路货车的安全运行意义重大。
我国国内铁路货车车体静强度试验主要根据 TB/T 3550.2—2019《机车车辆强度设计及试验鉴定规范车体第2部分：货车车体》对车体静强度试验内容、载荷值及方法进行分析，对试验产生的问题进行总结，找到解决问题的方法。
1.车体静强度试验概述车体静强度试验是根据铁路车辆强度考核规范和标砖制定实施的，规定了车体静强度试验的内容，概括的介绍了部分科学的试验方法，试验中结合规范和流程进行操作，试验时会发现一些问题，如试验内容难以模拟铁路货车实际的运行状态，主要采取等效方法进行试验，要合理选择适合的试验方法，确定所需要的试验数据和信息。
车体静强度试验要保证试验方法的准确性，保证严格落实考核指标，保证试验结果真实有效。
要结合相关标准规范要求进行车体静强度试验，进而为铁路货车生产与投入使用提供基础研究数据。
2.车体静强度试验方法分析目前实施的TB/T 3550. 2是未来国家铁路货车设计与强度考核的基本标准之一，文中主要依据TB/T 3550. 2规定，结合多年从事铁路车辆车体静强度试验的工作经验，对 TB/T 3550. 2试验内容进行梳理分析，包括试验载荷值的确定到具体试验方法的选择，介绍铁路货车车体静强度试验方法。
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度的确定方法探讨铁路轨道的刚度是指铁路轨道的刚性特征，它直接影响着铁路线路的运行安全和舒适性。
确定铁路轨道的刚度是铁路工程中的一项重要工作，也是确保铁路线路安全稳定运行的关键环节。
本文将探讨关于铁路轨道刚度确定的方法，结合现有的理论和实践经验，对相关问题进行深入分析和探讨。
1. 铁路轨道刚度的意义和影响铁路轨道的刚度是指铁轨对称沿轨向的弯曲刚度和侧向弯曲刚度的综合特征，它直接影响着铁路线路的垂直和水平几何状态，对列车的运行速度、车辆横向稳定性、轨道的磨耗和疲劳裂纹等都有着重要的影响。
确定铁路轨道的刚度是非常必要的，它可以为铁路工程设计、建设和维护提供有力的理论依据。
2. 确定方法一：试验测定试验测定是确定铁路轨道刚度的重要方法之一，它通过在实际轨道上进行一系列的试验，包括静载试验、动载试验和激励响应试验等，来获取轨道的弯曲刚度和侧向刚度等参数。
在进行试验测定时，需要选取合适的试验区段和试验装置，确保试验数据的准确性和可靠性。
通过试验测定可以全面了解轨道的实际性能，并为轨道维护和改造提供科学依据。
3. 确定方法二：理论计算理论计算是确定铁路轨道刚度的另一重要方法，它通过建立轨道弹性支承系统的数学模型，利用有限元方法或者其他数值分析手段，对轨道的刚度进行理论计算和分析。
在进行理论计算时，需要考虑轨道材料的弹性特性、轨枕和道床的支承刚度、轨道结构的动力响应等因素，确保计算结果的准确性和可靠性。
理论计算可以为轨道设计和改造提供重要的参考依据，对于新建线路和老旧线路的技术改造有着重要的意义。
5. 确定方法四：综合分析综合分析是确定铁路轨道刚度的基本方法，它通过综合利用试验测定、理论计算和实际监测等手段，对轨道的刚度进行全面分析和评价。
在进行综合分析时，需要充分考虑轨道的实际运行环境、客货运量、列车速度等因素，确保分析结果的科学性和可操作性。
通过综合分析可以充分挖掘轨道的潜在性能，为轨道的维护和改造提供科学决策依据。
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度的确定方法探讨铁路轨道是铁路运输系统中至关重要的部分，它承担着列车的运行和传递重要的作用。
而轨道的刚度是决定轨道结构性能的重要参数之一，它直接关系到列车的运行安全和轨道的使用寿命。
确定轨道刚度的方法对于轨道结构的设计和维护至关重要。
一般来说，轨道刚度可以通过多种方法进行确定，包括实地测试、数值模拟、试验研究等。
下面将从理论分析和实际应用的角度，探讨一些常用的确定轨道刚度的方法，并对它们的优缺点进行分析。
实地测试是确定轨道刚度的一种常用方法。
在实际工程中，工程师们经常通过在轨道上设置测量点，利用测量仪器对轨道进行力学性能测试，然后通过数据分析得出轨道刚度的值。
这种方法直接、实用，能够较准确地反映轨道的刚度状况。
实地测试需要投入大量的时间和人力，并且在一些特殊情况下可能会受到环境和操作人员的影响，导致测试结果不够准确。
在进行实地测试时，需要特别注意测试环境和操作标准，以确保测试结果的准确性。
另一种确定轨道刚度的方法是数值模拟。
数值模拟是利用计算机软件对轨道结构进行建模和分析，通过模拟计算得出轨道的刚度值。
这种方法可以较为准确地反映轨道的刚度状况，且不受外界环境和操作人员的影响，具有较高的可靠性。
数值模拟也存在一些局限性，比如需要准确的材料参数和边界条件，以及需要较高的计算机运算能力。
在进行数值模拟时，需要特别注意模型的建立和数据的准确性，以确保模拟结果的可靠性。
确定轨道刚度的方法有多种，每种方法都有其优缺点。
在实际工程中，应根据具体情况选择合适的方法进行确定，以确保确定结果的准确性和可靠性。
为了提高确定轨道刚度的效率和准确性，有必要进一步深入研究和探讨确定方法，不断完善和改进现有的确定方法，推动轨道工程技术的进步和发展。
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车是一种在铁路轨道上运行的特种车辆，其车架结构的强度与刚度是保证车
辆安全稳定运行的重要因素。
下面将从轨道动力车车架结构的强度与刚度两个方面进行分析。
轨道动力车车架结构的强度分析。
车架结构的强度主要包括抗弯强度和抗压强度两个
方面。
抗弯强度是指车架在运行过程中受到的弯曲力矩产生的弯曲应力，即车架在承受外部
荷载（如列车自身重量、牵引力等）作用下的变形和应力分布。
为了保证车架的抗弯强度，需要合理设计车架的截面形状、材料和尺寸。
采用高强度、高刚度的钢材作为车架的主要
材料，可以提高车架的抗弯强度。
纵向刚度是指车架在纵向方向上受到的拉伸力和压缩力产生的变形和应力分布。
在轨
道动力车的运行过程中，车架会受到列车自身重量和牵引力的作用，产生拉伸和压缩力。
为了保证车架的纵向刚度，需要合理设计车架的纵向梁和纵向连接件，并确保其刚度足够，以减小车架在运行过程中的变形和振动。
轨道动力车车架结构的强度与刚度对于保证车辆的安全稳定运行至关重要。
通过合理
设计车架的结构形式、材料和尺寸，可以增加车架的抗弯强度和抗压强度，并提高车架的
纵向和横向刚度，以确保车辆在高速运行和复杂工况下的稳定性和可靠性。
还需要结合实
际使用情况进行工程设计和结构优化，以满足实际运行的需要。
32.5t轴重货车作用下重载铁路轨道的合理刚度
32.5t轴重货车作用下重载铁路轨道的合理刚度随着我国铁路网的发展，轨道合理刚度的优化已成为铁路运营提高效率和安全稳定运营的关键内容。
轨道合理刚度是铁路机车和车辆运行的重要参数，决定了机车和车辆的运行速度与舒适度，因此被称为铁路“生命线”的轨道的优化设计，增加合理刚度是必要的。
32.5t轴重货车加载下的铁路轨道合理刚度是否合理，需要根据对铁路运营方式、车辆运行参数以及铁路设计要求等进行分析。
首先，针对铁路设计方式需要给出轨道的合理刚度。
根据铁路设计要求，尤其是考虑到32.5t轴重的货车加载，铁路轨道的合理刚度需要考虑其重量，弯曲和拉伸等特性。
也就是说，对于一个32.5t轴重的车辆来说，轨道的弯曲抗力应该比其他货车的要大，这样有助于确保车辆的安全性能。
此外，考虑车辆长度在轨道拉伸刚度方面，货车长度越长，轨道需要给予更大的拉伸稳定度。
这样，在32.5t轴重的车辆加载下，轨道的变形稳定性需要相应提高。
其次，轨道合理刚度需要根据车辆运行参数进行设计。
在32.5t轴重车辆运行中，车辆运行速度对轨道结构的受力和变形变化有着较大的影响。
因此，根据车辆运行参数，比如车辆的质量、运行速度和行车规律等，为轨道杆件设计合理刚度是十分重要的。
一般规定，在高速火车行车中，轨道杆件的合理刚度必须满足车辆的稳定加速、减速运行要求，这样才能确保有效性和安全性，保证高速行车安全。
最后，要根据不同轨道材料的特性，进行合理刚度计算和分析。
不同轨道材料具有不同的力学性质，如枮，此类不同轨道材料在同一加载条件下，轨道杆件的合理刚度的计算结果也会有一定的差异，需要根据轨道杆件的材料来对轨道杆件的合理刚度进行分析。
通过以上分析可知，32.5t轴重货车加载下的铁路轨道合理刚度是非常重要的。
轨道杆件一旦设计不合理，将可能导致车辆运行过程中的变形不稳定，严重影响车辆的运行安全性。
因此，基于实际情况，对32.5t轴重货车加载下的铁路轨道应进行科学的设计，以保证车辆的安全性和高效性。
关于铁路货车车体刚度评定标准的分析与思考
1/2 985
1/2 160 1/3 175
1/ 650 1/ 266 1/ 155
f ST 货车车体在其自重和载重作用下弹性系 统的当量静挠度, 等于中梁中央挠度、转 向架弹簧悬挂装置静挠度和钢轨垂向变 形之和, m。
对于多层桥架结构的长大货物车, 还应包括各层 桥架的挠度。
对客车来讲, 车体的弯曲自振频率若接近于人体 内部器官的共振频率, 将对旅客乘坐舒适性产生不良 影响。研究表明, 对于批量生产的客车车体, 为了保证 旅客有足够的舒适度, 车体的弯曲振动频率应不低于 8 H z。根据有关文献, 在设计制造机车车体时, 要求 机车车体在整备状态下的垂直弯曲振动频率大于 10 H z。在用高强度材料研制新的车体结构时, 决定性的 因素是自振频率。使用文献[ 1] 中的车体弯曲振动频 率计算方法, 如果在车体中央断面有可靠的挠度值就 可获得与试验值很吻合的结果。用这一方法计算的客 车车体自振频率及其与挠度的关系曲线表明, 为了保 证容许的振动频率( 8 H z) , 同时考虑到弹簧悬挂装置 的特性, 车体中央断面的挠度不应超过 6 mm 。
1 车体刚度的描述
货车车体刚度主要包括垂向弯曲刚度、纵向刚度 和扭转刚度。对于侧墙承载的车体而言, 还有端墙刚 度和侧墙刚度等。
收稿日期: 2010 03 05 作者简介: 田葆栓( 1966 ) , 男, 高级工程师( 教授级) 。
1. 1 垂向弯曲刚度
日本标准 JIS E 7103 2006 通勤电车车体设计 通用技术条件!中垂向弯曲刚度指等效弯曲刚度, 表示 一等效等截面梁的刚度。该梁所承受的载荷和挠度分
从现有 50 t~ 60 t 货车几年的运用情况看, 除用 I450 mm # 150 mm # 11 5 mm 作中梁 的 C50 型敞车 外, 其他车辆均未发生过中梁、侧梁严重塌腰问题, 说 明刚度基本上是合适的。因此, 在 1978 年以前, 参照 上述铁路桥梁、起重机的刚度规范与部分货车中梁挠 度的一般情况, 对货车车体的刚度提出了如下建议: 底 架承载的货车挠跨比为 1/ 900~ 1/ 1 500; 侧墙承载的 货车挠跨比为 1/ 1 500~ 1/ 2 000; 长大货物车挠跨比 为 1/ 500~ 1/ 700; 平车集中载荷时按照 1/ 700 考虑。
关于铁路货车车体刚度评定标准的分析与思考
体钢 结构 轻量化 设计 ， 跨 比评定 值亟 待研 究修 订 。 挠
１ 车 体 刚 度 的 描 述
货车 车体 刚度 主要 包 括 垂 向弯 曲刚 度 、 向刚度 纵 和扭 转 刚度 。对 于侧墙 承载 的车 体 而 言 ， 有 端墙 刚 还 度 和侧墙 刚度等 。
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ ５ ２ １ － ３０
摘 要 ： 述 了 国 外铁 路 货 车 车 体 刚 度 相 关 标 准 ， 国 内客 货 车 车 体 刚 度 标 准 进 行 了溯 源分 析 。通 过 国 内 外 车 体 刚 综 对 度 标 准 的 对 比分 析 ， 出 了我 国铁 路 货 车 车 体 刚 度 标 准 所 关 注 的 问题 及 建议 。 提
关 键 词 ： 车 ； 体 刚 度 ； 计 ； 验 ； 准 货 车 设 试 标
中图分类号 ： ７．２ Ｕ２ ０ ３
文 献 标 识 码 ： Ｂ
在保证 强度 、 刚度 和稳 定性 的条 件 下 使 车 体 重量 减 到最低 限度是 设计 新 型车辆 的基 本要 求 之一 。解决
１ １ 垂 向 弯 曲 刚 度 ．
络 线 范 围 内 ， 避 免 不 可 接 受 的 动 力 学 响 应 。 ＡＡＲ 以
Ｍ一 １ ０ 《 Ｏ １ 货车 设计 规范 》 对车 体 刚度无 规 定 。如果 标
准 规 定 的 纵 向载 荷 大 ， 般 情 况 下 满 足 强 度 要 求 也 就 一
车体 纵 向变形 是指 在纵 向压缩 力作 用下 车体 两端 后从 板 座之 间距离 的减 小量 ， 或在 纵 向拉 伸力 的作 用 下 车体 两端前 从板 座之 间距 离的增 加量 。降低 结构 的 纵 向刚度 可 降低 车辆结 构承受 的纵 向冲击力 。 车体 纵 向 刚度 可 反 映 其 吸 收 纵 向 冲击 能 量 的 水 平， 其计 算公 式为 ：
铁道多功能作业车车体强度及模态分析
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald54作为电气化铁路接触网检修、抢修、维护的重要设备，铁道多功能作业车配备了高空作业斗、抬拨线装置、升降式作业平台、接触网检测系统，不仅能对高压接触网进行检测、检修与维护，还可以用于铁路的高空设施、通信设施、桥梁以及隧道等的综合检修和维护。
该文以某型号多功能作业车为研究对象，该作业车可实现160 k m/h以上的速度快速到达或撤离作业现场，并具备0～10 k m /h的恒定作业走行速度。
考虑到该车特殊用途，尤其在某些作业条件下承载较大，为保证该车的使用安全，对车体钢结构进行不同载荷与组合工况下的刚度和强度的有限元计算。
1 车体结构概述该车体承载方式为整体式，主要承载部件均采用由钢板、钢板折弯件、槽钢等焊接而成的闭口组合截面结构。
车体由两端司机室、底架、侧墙、隔墙、车顶几部分组成，车体前后端司机室采用板梁结构；车顶采用压型槽型钢、角钢、乙型钢、封口槽钢等组焊；侧墙采用压型乙型钢、几字型钢、角钢等组焊；隔墙采用压型槽型钢管组焊，与车体焊接一体；底架为双中梁结构，由端梁、牵引梁、枕梁、边梁、中梁、横梁和各种吊座组成，中梁、边梁均为箱型梁。
除高空作业斗安装座材质为20CrMo外，其他材料均为低合金高强度钢Q345B。
车体钢结构如图1所示。
2 有限元模型建立车体钢结构有限元网格采用板壳单元和空间块体单元离散，单元大小为15 m m 。
车体钢结构有限元模型共划分1 529 864个壳单元和10 846个四面体单元，节点数为1 503 745个。
3 车体刚度、强度计算分析3.1 载荷确定及工况选择根据T B/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》，确定车体钢结构刚度和强度计算的基本载荷。
纵向拉伸载荷为980 k N，纵向压缩载荷为1 180 k N，该力分别沿车钩中心线作用于车体两端牵引梁的前、后从板座上。
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度的确定方法探讨【摘要】铁路轨道工程是铁路运输系统中至关重要的组成部分，其良好的刚度对于确保铁路运行安全与稳定至关重要。
本文围绕铁路轨道刚度的确定方法展开探讨，首先介绍了铁路轨道刚度的概念与作用，然后详细分析了影响铁路轨道刚度的因素。
接着探讨了现有的铁路轨道刚度测试方法及其常见问题，并对不同测试方法进行了比较与分析。
最后提出了铁路轨道刚度的优化策略，并给出了确定方法选择的建议。
总结指出，铁路轨道刚度对铁路运行的重要性不可忽视，必须采取科学合理的方法进行确定，以确保铁路运输系统的安全稳定运行。
通过本文的研究，可以为铁路轨道工程的发展提供参考与借鉴。
【关键词】铁路轨道工程、铁路轨道刚度、影响因素、测试方法、常见问题、比较分析、优化策略、建议、铁路运行、重要性。
1. 引言1.1 铁路轨道工程的重要性铁路轨道工程是现代交通运输领域的重要组成部分，它承担着连接城市、运输货物和乘客的重要任务。
铁路轨道的设计、建设和维护直接影响着铁路运输的安全性、舒适性和效率。
铁路轨道工程的重要性主要体现在以下几个方面：铁路轨道是铁路运输的基础设施，它直接支撑着列车的行驶。
铁路轨道需要具备足够的强度和稳定性，才能确保列车的正常运行。
任何轨道的松动、变形或破损都会对铁路运输造成影响甚至危险。
铁路轨道工程的规划和布局对于整个铁路网络的运输能力和效率起着决定性作用。
合理的铁路轨道设计可以减少列车的行车阻力、提高行车速度，从而总体上提升铁路运输的效率。
铁路轨道工程还直接关系到运输成本、环境保护和社会效益。
一条良好的铁路轨道可以减少列车的能耗和运输成本，降低对环境的影响，促进区域经济的发展。
铁路轨道工程的重要性不容忽视。
只有加强对铁路轨道工程的建设和管理，才能更好地推动铁路运输行业的健康发展，为广大乘客和货物提供更加安全、快捷、舒适的出行服务。
1.2 铁路轨道刚度的概念与作用铁路轨道刚度是指轨道在受到列车通过或外部作用下所产生的抗变形能力。
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度的确定方法探讨在铁路交通领域，铁路轨道的刚度是一个非常重要的参数。
它直接影响到铁路线路的安全性、舒适度和运行效率。
确定铁路轨道刚度对于铁路工程建设和运营管理至关重要。
本文将探讨铁路轨道刚度的确定方法，介绍不同的测量手段和分析方法，希望能够为相关领域的研究者和从业者提供一定的参考。
一、铁路轨道刚度的含义和重要性铁路轨道的刚度指的是轨道在受力作用下的变形能力，即轨道受力后会发生的变形情况。
刚度越大，轨道的变形能力越小；刚度越小，轨道的变形能力越大。
铁路轨道刚度的重要性主要体现在以下几个方面：1、安全性。
铁路轨道刚度直接影响列车在运行过程中对轨道的稳定性和受力分布情况，关系到列车行驶的安全性和稳定性。
2、舒适度。
铁路轨道刚度还决定了列车在行驶过程中对轨道的冲击和振动情况，关系到乘客乘坐的舒适度。
3、运行效率。
铁路轨道刚度会影响列车在运行过程中的能量损耗和设备磨损情况，关系到铁路运营的效率和成本。
二、铁路轨道刚度的测量方法确定铁路轨道刚度的关键在于测量轨道的应力和应变情况，进而计算得出轨道的刚度特性。
目前常用的铁路轨道刚度测量方法主要有以下几种：1、应变测量法。
应变测量是通过在轨道上安装一定数量和布局的应变仪器，来测量轨道不同位置和方向的应变情况，进而计算得出轨道的刚度特性。
应变测量法可以较为直接地获取轨道的变形情况，是比较常用的测量方法。
3、振动测试法。
振动测试是通过在轨道上设置振动传感器，来测量列车行驶过程中轨道的振动情况，通过分析振动数据，可以间接地得出轨道的刚度特性。
振动测试法虽然不能直接测量轨道的受力情况，但通过振动数据可以反映出轨道在不同受力下的变形情况。
以上方法各有优劣，可以根据实际情况和需求选择合适的测量方法，进行铁路轨道刚度的测量和分析。
确定了铁路轨道的刚度数据后，还需要进行相应的分析，得出轨道的刚度特性，为铁路设计和运营管理提供参考。
1、应力-应变分析。
应力-应变分析是通过轨道受力后的应变情况，来得出轨道的应力-应变特性曲线，进而得出轨道不同受力下的刚度特性，包括弹性模量、屈服强度等重要指标。
轨道动力车车架结构强度与刚度分析
轨道动力车车架结构强度与刚度分析轨道动力车是一种用于运输人员或货物的铁路车辆。
它的车架结构是支撑和连接车辆各个部件的重要组成部分，因此其强度和刚度对车辆的安全性和运行稳定性有着重要的影响。
车架的强度指的是车架对外部载荷的抵抗能力。
在运行过程中，轨道动力车会受到不同方向和大小的力的作用，如垂直荷载、侧向力、弯矩等。
车架的强度必须能够承受这些力，并保持结构的完整性。
为了分析车架的强度，可以采用有限元分析等方法，模拟各种载荷情况下车架的变形和应力分布，以确定关键部位的最大应力和变形情况。
车架的刚度则指的是车架抵抗变形的能力。
在行驶过程中，车架会受到扭曲、弯曲和变形等力的影响，如果车架刚度不足，则会导致车身晃动和不稳定的行驶。
车架的刚度必须足够高，以抵抗这些力并保持车辆的稳定性。
刚度分析可以通过在车架上施加不同大小的载荷，并测量变形和应力来进行。
通过对变形和应力的分析，可以确定车架在不同加载条件下的刚度。
为了保证轨道动力车的安全运行，车架的强度和刚度必须满足一定的要求。
车架的强度必须足够高，以承受各种加载条件下的力。
车架的刚度必须足够高，以保持车辆的稳定性和行驶平稳。
车架的重量也是一个重要的考虑因素，较轻的车架可以提高车辆的运行效率和能耗。
为了提高轨道动力车车架的强度和刚度，可以采取以下措施。
选择合适的材料，如高强度钢材，以提高车架的强度。
对车架结构进行优化设计，以提高刚度并减轻重量。
增加加强肋和梁的数量和尺寸，可以提高刚度和强度；采用空腔结构可以减轻重量。
合理设计连接节点和焊接结构，也可以提高车架的强度和刚度。
轨道动力车的车架结构强度和刚度是确保车辆安全运行和行驶稳定的关键因素。
通过采用合适的材料和优化设计，可以提高车架的强度和刚度，从而提高车辆的安全性和运行性能。
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度的确定方法探讨铁路轨道的刚度对于保证铁路运输的安全和舒适性起着重要的作用。
准确确定铁路轨道的刚度是铁路建设和维护的关键问题之一。
本文将探讨一些常用的铁路轨道刚度的确定方法。
一、理论计算法理论计算法是一种基于物理原理和数学模型的刚度计算方法。
它通过建立轨枕、钢轨、轨道填充物和地基等各个部分的力学模型，然后进行力学分析和计算。
这种方法需要考虑复杂的因素，如车辆荷载、弯曲应力的分布、材料特性等，并需要进行大量的参数估计。
虽然理论计算法具有一定的科学性和准确性，但由于复杂性和计算量的限制，很难在实际工程中广泛应用。
二、有限元法有限元法是一种数值计算方法，它将轨道系统分成若干离散的单元，然后通过求解离散化的方程组来获得整个系统的行为。
有限元法可以很好地考虑轨道的非线性和复杂性，并且计算结果精度高。
有限元法需要大量的计算资源和时间，同时对模型的准确性和参数的选择有较高的要求。
三、试验方法试验方法是一种通过实验来测量和确定铁路轨道刚度的方法。
常见的试验包括静载试验、动力试验和动荷载试验等。
静载试验通过施加静力或静重来测量轨道的变形和刚度。
动力试验则利用车辆的振动特性来测量轨道的动态刚度。
动荷载试验则通过在轨道上运行带有不同荷载的列车来观测轨道的响应和变形。
试验方法简单直观，可以考虑到实际工况和非线性等因素，但受试验资源和实验条件的限制，结果可能不够准确。
确定铁路轨道刚度的方法有理论计算法、有限元法和试验方法等。
这些方法各有优缺点，可以互补使用。
对于一些简单的情况，可以采用理论计算法进行初步估计；对于复杂的情况，可以采用有限元法进行深入研究；而试验方法则可以用于验证和修正计算或模拟结果。
这样综合运用不同的方法，可以更加准确地确定铁路轨道的刚度，从而提高铁路交通的安全和舒适性。
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度的确定方法探讨铁路轨道的刚度是指在列车行驶过程中，轨道所受的作用力产生的形变程度。
正确确定轨道的刚度是确保列车安全、稳定行驶的关键。
本文将探讨铁路轨道刚度的确定方法。
一、测量方法测量铁路轨道刚度的方法主要有以下几种：1.力量法：通过施加力量，测量轨道的形变程度来确定刚度。
这种方法需要使用专门的测力传感器和设备，并且需要知道施加力量的大小和作用点的位置。
这种方法测量精度较高，但需要较高的技术和设备支持。
2.位移法：通过测量轨道在应变载荷作用下的位移来确定刚度。
这种方法可以使用传感器测量轨道的位移，也可以利用激光测距仪等设备进行测量。
这种方法使用较为广泛，但需要考虑到轨道的非线性特性。
3.振动法：通过将一定频率、振幅的振动力施加在轨道上，测量轨道的振动响应来确定刚度。
这种方法需要使用专门的振动设备和传感器，并且需要进行频谱分析等后处理。
这种方法可以测得轨道的动态刚度，但需要考虑到一定的误差。
二、影响因素1.材料特性：轨道的材料特性对刚度具有重要影响。
不同的材料具有不同的弹性模量、屈服强度和应变硬化特性等，这些特性直接影响到轨道的刚度。
2.温度变化：轨道的温度变化会导致轨道的热胀冷缩，从而产生形变。
在测量轨道刚度时需要考虑到轨道的温度变化，并进行相应的修正。
3.地基特性：轨道的刚度还受到地基的约束和支撑作用。
不同的地基类型对轨道的刚度有不同的影响。
在确定轨道刚度时需要对地基进行合理的建模和分析。
三、刚度的分析方法在确定铁路轨道刚度时，可以使用以下几种方法进行分析：1.经验公式法：根据实测数据和经验公式，通过拟合得到轨道的刚度值。
这种方法相对简单，但需要有足够的实测数据和经验公式的支持。
2.数值模拟法：通过建立轨道和地基的数学模型，使用有限元或边界元等数值方法对轨道刚度进行计算。
这种方法可以考虑到各种因素的影响，但需要对轨道和地基的材料特性、几何形状等进行准确的输入。
3.试验方法：通过在实际轨道中进行试验，测量轨道的位移、振动响应等来确定刚度。
铁路轨道刚度的确定方法探讨
铁路轨道刚度的确定方法探讨铁路轨道的刚度是指铁轨在承受列车荷载时的变形能力，是衡量铁路轨道结构稳定性和安全性的重要指标。
确定轨道刚度对于轨道结构设计、维护和运营管理具有重要意义。
本文将探讨铁路轨道刚度的确定方法，以及其对铁路运输安全和效率的影响。
铁路轨道刚度的确定方法主要有两种：实测和理论计算。
实测方法是通过使用测量仪器来测量轨道变形和应力情况，从而确定轨道刚度。
这种方法能够较准确地反映实际轨道的受力情况，但需要耗费较多的时间和成本。
另一种方法是理论计算，通过计算轨道的材料性能、结构参数等因素，利用数学模型来确定轨道的刚度。
这种方法相对较为便捷和经济，但其准确性受到计算模型的影响。
确定铁路轨道刚度的过程中需要考虑的因素较多，主要包括轨道材料的性能、结构参数、列车荷载、轨道基础状态等。
轨道材料的性能包括材料的弹性模量、屈服强度、抗变形能力等，这些都是影响轨道刚度的重要因素。
结构参数如轨道的截面形状、长度、连接方式等也会对轨道刚度产生影响。
列车荷载作用下的轨道变形、不同轨道基础状态下的刚度变化也需要纳入考虑范围。
针对上述因素，我们可以通过使用合适的实测设备和技术，对轨道的形变、应力等数据进行测量，并对其进行分析，从而确定轨道的刚度。
可以利用有限元分析等方法，建立轨道的数学模型，通过计算机模拟得到轨道的刚度。
这两种方法可以相互印证，提高确定结果的准确性。
确定铁路轨道刚度的意义在于，铁路轨道的刚度直接影响着列车行驶的平稳性和安全性。
如果轨道刚度过大，会导致列车在行驶过程中受到较大的冲击和振动，不仅影响列车的运行效率，还会对车辆和乘客造成不良影响。
而如果轨道刚度过小，会导致轨道在承受列车荷载时发生过大变形，甚至产生塌陷、变形等安全隐患。
合理确定轨道刚度对于保障铁路运输的安全和效率至关重要。
除了对轨道刚度的确定外，合理的轨道维护和管理对于保障轨道稳定性和安全性也至关重要。
定期检查和维护轨道的结构、材料情况；合理调整、更新老化的轨道材料等措施都能够降低轨道刚度的变化，并保障安全、稳定的铁路运输。
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失稳。因此, 选择适宜的车体刚度可以在安全使用的
前提下减轻车辆自重。国内外研制凹底平车特别是大
吨位凹底平车时总的趋势都在增大挠度, 减轻车辆自 重, 增加有效载重, 提高车辆性能。
2. 2. 2 车体刚度与自振频率
自振频率是车体固有的属性。选择车体刚度还应
考虑适宜的自振频率。车体的自振频率与车体刚度、
2. 2 车体刚度控制相关因素分析
货车车体设计中刚度控制主要是保证相关配合部
分在最不利条件下保有所需的间隙量, 并考虑机械振
动疲劳影响, 确保运行安全。对于大吨位凹底平车, 如 果刚度控制不合适, 将直接影响车辆的性能, 如车辆的
自重、承载面高、过桥等。
2. 2. 1 车体刚度与强度 车体刚度与强度是相互矛盾与制约的。刚度大,
综述 ∀ 述评
铁道车辆 第 48 卷第 8 期 2010 年 8 月
文章编号: 1002 7602( 2010) 08 0013 06
关于铁路货车车体刚度评定标准的分析与思考
田 葆 栓1 , 吴 新 文2
( 青岛四方车辆研究所有限公司 研究试验部, 山东 青岛 266031; 济南 铁路局 车辆处, 山东 济南 250001)
T B 1335 1978 和 T B/ T 1335 1996 铁道车辆 强度设计及试验鉴定规范!规定用挠跨比评定货车车 体垂向弯曲刚度, 并根据车型规定了不同挠跨比。由 于在产品设计时惟恐低于该值造成问题, 致使试验值 普遍高于评定值。过高的刚度评定值制约了车体轻量 化设计。
UIC 577 1998 货车应 力! 和 EN 12663 2009 铁路应用 铁道车辆车体结构要求!均指出车体结构 应保证适宜的刚度, 使其能保持在自身允许的空间包 络线范围内, 以避免不 可接受 的动 力学响 应。AAR M 1001 货车设计规范!对车体刚度无规定。如果标 准规定的纵向载荷大, 一般情况下满足强度要求也就 能保证车体的刚度。但对于较小的纵向载荷和轻量化 车体结构而言, 需要对车体刚度进行限制, 弯曲刚度和 扭转刚度会受到车体长度、车辆定距等的影响。我国 规范中的有关车体强度、刚度评定标准已直接影响车 体钢结构轻量化设计, 挠跨比评定值亟待研究修订。
l2 转向架中心至车端的长度, m m。
等效弯曲刚度值是以挠度的实测值或计算值为基
础的, 用于相近似车辆的对比。车体是弹性体, 走行中
以转向架中心或其附近为支点产生弯曲振动, 对舒适
性有影响, 它和车体的刚度值 有关系, 但 不能定量确
定, 所以没有规定弯曲固有频率和扭转固有频率, 用于
类似车辆的对比。
1 车体刚度的描述
货车车体刚度主要包括垂向弯曲刚度、纵向刚度 和扭转刚度。对于侧墙承载的车体而言, 还有端墙刚 度和侧墙刚度等。
收稿日期: 2010 03 05 作者简介: 田葆栓( 1966 ) , 男, 高级工程师( 教授级) 。
1. 1 垂向弯曲刚度
日本标准 JIS E 7103 2006 通勤电车车体设计 通用技术条件!中垂向弯曲刚度指等效弯曲刚度, 表示 一等效等截面梁的刚度。该梁所承受的载荷和挠度分
1/2 985
1/2 160 1/3 175
1/ 650 1/ 266 1/ 155
f ST 货车车体在其自重和载重作用下弹性系 统的当量静挠度, 等于中梁中央挠度、转 向架弹簧悬挂装置静挠度和钢轨垂向变 形之和, m。
对于多层桥架结构的长大货物车, 还应包括各层 桥架的挠度。
对客车来讲, 车体的弯曲自振频率若接近于人体 内部器官的共振频率, 将对旅客乘坐舒适性产生不良 影响。研究表明, 对于批量生产的客车车体, 为了保证 旅客有足够的舒适度, 车体的弯曲振动频率应不低于 8 H z。根据有关文献, 在设计制造机车车体时, 要求 机车车体在整备状态下的垂直弯曲振动频率大于 10 H z。在用高强度材料研制新的车体结构时, 决定性的 因素是自振频率。使用文献[ 1] 中的车体弯曲振动频 率计算方法, 如果在车体中央断面有可靠的挠度值就 可获得与试验值很吻合的结果。用这一方法计算的客 车车体自振频率及其与挠度的关系曲线表明, 为了保 证容许的振动频率( 8 H z) , 同时考虑到弹簧悬挂装置 的特性, 车体中央断面的挠度不应超过 6 mm 。
车体重量、车体长度、车辆定距等有关。有些国家的标
准已将自振频率作为衡量车体刚度的考核指标。对于
车体结构自振频率没有明确规定具体数值的国家一般
都是和相类似的车体结构进行比较, 要求新车体的刚
度和自振频率没有明显的降低。
我国对货车车体自振频率没有明确规定, 但要求
在车辆整备状态下验证其振动性能。试验采用模态分
P 纵向冲击力;
车体纵向变形。
在保证强度的前提下, 应降低结构的纵向水平刚 度, 按等强度设计底架各梁件。由于工艺水平的限制, 现有车辆结构的设计没有按等强度考虑水平刚度。
当车辆承受冲击时, 影响车钩力的主要因素是冲
∀ 13 ∀
铁道车辆 第 48 卷第 8 期 2010 年 8 月
击速度、互撞车辆的重量、缓冲器的性能以及互撞车辆 本身的纵向刚度。车钩力随冲击速度、互撞车重量、纵 向刚度以及车列数量的增大而增大。
比较大的刚度和比较高的自振频率对于提高车辆 的动力学性能是有利的。一般认为, 车体的轻量化和 提高车体的刚度和自振频率是矛盾的, 但由于采用了 新的材料和结构形式, 可以使车体同时保证高度的轻 量化和比较大的刚度。
分类 底架承载的货车
侧墙承载的货车 长大货物车
车型
C50型敞车( 35 % 中梁) N 17型平车 N 12型平车 N X 70 型平车
C62M 型敞车( Q CH58) C65型敞车( QCH 37) C70型敞车 C80BH 型敞车 P 70 型棚车 KM 70型漏斗车
D22 型长大平车 D2 型凹底平车 D32 型凹底平车
析或频谱分析方法, 测定自振频率时应避免共振。
车体低频浮沉振动自振频率 n 可由公式( 4) 确定:
n=
1/ (2
)
#
( g/
f
) 1/ 2
ST
( 4)
式中: n 车体低频浮沉振动自振频率, H z;
g 重力加速度, g= 9 81 m/ s2;
关于铁路货车车体刚度评定标准的分析与思考 田葆栓, 吴新文
120
17 800
210
22 200
320
36 900
4. 5
5. 5
3. 3
3. 1
4. 18
7. 8
5. 6
4. 9
3. 3
27. 0(大底架) 83. 5(凹底架) 237. 1(凹底架)
挠跨比
中梁
侧梁
1/ 891 1/ 2 020
1/ 748 1/ 769
1/ 1 933 1/ 1 673 1/ 2 778 1/ 1 962 1/ 1 551 1/ 2 142
摘 要: 综述了国外铁路货车车体刚度相关标准, 对国内客货车车体刚度标准进行了溯源分析。通过 国内外车体 刚
度标准的对比分析, 提出了我国铁路货车车体刚 度标准所关注的问题及建议。
关键词: 货车; 车体刚度; 设计; 试验; 标准
中图分类号: U 270. 32
文献标识码: B
在保证强度、刚度和稳定性的条件下使车体重量 减到最低限度是设计新型车辆的基本要求之一。解决 这个问题的最合理途径是改进车体结构形式和使用高 强度的新材料。采用新材料能够解决车体的轻量化问 题, 但在使用高强度材料时, 车体虽能在强度和稳定性 方面满足要求, 但弯曲刚度可能会不足。较高的车体 弯曲振动频率可避免车体与转向架共振及货物损坏。 对于较短的车体来说, 保证容许的弯曲振动频率问题 并不那么尖锐。
工作应力就可减小, 但材料的强度利用不足; 刚度小,
则工作应力大, 且可充分利用材料的强度。因此, 如何
协调两者之间的关系对提高车辆性能至关重要。
在车辆设计中, 强度和刚度应统筹考虑, 在满足车
体强度的条件下保证适宜的车体刚度。如果车体刚度
过大, 则容易造成车辆自重较大, 不利于车辆轻量化; 车体刚度过小, 则车体变形大, 易造成超限, 甚至结构
1. 2 车体纵向刚度
车体纵向变形是指在纵向压缩力作用下车体两端
后从板座之间距离的减小量, 或在纵向拉伸力的作用 下车体两端前从板座之间距离的增加量。降低结构的
纵向刚度可降低车辆结构承受的纵向冲击力。
车体纵向刚度可反映 其吸收纵向冲 击能量的水
平, 其计算公式为:
W= P# / 2
( 2)
式中: W 吸收的纵向冲击能量;
1. 3 扭转刚度
等效扭转刚度表示一等效等截面梁的刚度。该梁
所承受的扭转力矩和其扭转角分别等同于车体承受的
扭转力矩和车体所产生的扭转角。等效扭转刚度计算
公式为:
GJ eq= M l/ Q
( 3)
式中: GJ eq 等效扭转刚度, N ∀ m m2 / rad;
M 扭转力矩, N ∀ mm ;
l 车体上 施 加扭 转 力 矩两 截 面 间的 长 度,
底架承载 的敞车、平车的 挠跨比 ∃ 1/ 900, 侧墙 承载 的车体挠跨比 ∃ 1/ 900, 受集中载荷的 平车挠跨比 ∃ 1/ 700, 长大 货物 车 挠跨 比 ∃ 1/ 450。1996 年 修订 的 T B/ T 1335 1996 只针 对长 大货 物车 做了改 动, 其 垂向弯曲刚度评 定标准 按设计 任务 书的要 求确定。 T B/ T 1335 1996 对长大货物车的挠 跨比没做定量 的规定, 说明 过去对 长大货 物车挠 跨比的 定量规 定 缺乏理论依据, 经实践检验也是不合适的, 这在很大 程度上阻碍了长 大货物 车技术 性能 的提高 和发展。 部分货车刚度试验值见表 1。