刘余龙_基于HyperMesh 的机车转向架构架静强度及疲劳强度分析

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转向架焊接构架静强度分析及疲劳强度评估

图１。在此绘制方法的基础上，可以得到８节点Ｇｏｍｎ—Ｓｔ的８）也ｏｄａｍｉｈ图
个节点的坐标值，而将Ｇｏｍｎ—Ｓｉ从ｏｄａｍｔ出，图２所示。ｈ画如Ｇｏｍｎ疲劳极限线图实际上是一种疲劳破坏应力包络线，何节点ｏｄａ任或单元应力如果处于封闭折线ＡＣＥＧＡ之内，ＢＤＦＨ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：２０３１Ｕ６．３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。
Ｇｏｍａ劳极限线图绘制起来材料的ｏｄｎ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Ｇｏｍａｏｄｎ疲劳极限线图（见
计算机应用
铁道机车车辆工人第２０１２月期２１年
文章编号：０７—６４（０１００２Ｏ１００２２１）２— ０３一６
转向架焊接构架静强度分析及疲劳强度评估

动车转向架构架疲劳强度分析

动车转向架构架疲劳强度分析摘要：随着动车工程的不断进步与发展，研究动车转向架构架疲劳强度极为关键。

本文首先对相关内容做了概述，分析了构架结构和制造过程中的相关工艺，在探讨质量控制模式构建的基础上，结合相关实践经验，分别从构架制作等多个角度与方面就构架制作工艺运用遇到的难点和解决办法做了深入研究，望对相关工作的开展有所裨益。

关键词：动车转向架；构架；疲劳强度；分析1前言随着动车转向架应用条件的不断变化，对其构架疲劳强度分析提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。

基于此，本文从介绍架构制造相关内容着手本课题的研究。

2构架结构和制造过程中的相关工艺探究2.1以地铁车辆为代表的“结合型”构架2.1.1结构特点（1）H型结构，横梁和侧梁大件组合。

（2）侧梁为U型结构。

（3）轴箱弹簧座为8处阶梯平面结构，通过一系橡胶弹簧与轮对轴箱组成联接。

（4）横梁结构复杂，连接转向架其他系统。

2.1.2工艺特点结合对地铁车辆结构特点的分析，可以进一步归纳出其工艺特点，分为三个部分：一是工序具有一定的分散性。

针对较为关键的位置还需要对其进行整体加工；二是要实施“一面两销”定位统一工艺基准；三是对三坐标进行全尺寸检测。

2.1.3工艺流程首先，需要做的就是实施一次划线；其次，进行正反实施精加工；然后对其他相关一系列的工序进行有效实施；最后，才能实施全尺寸检测。

2.2以动车组为代表的“转臂式”构架2.2.1结构特点对转臂式构架进行分析，其结构特点主要以动车组为代表进行探究，进一步提出该结构特点分为四个部分：一是H型结构组成的大件是由横梁和侧梁组成；二是侧梁属于U型结构；三是使用转臂式轴箱体以及轴箱弹簧将其架构和轮进行连接；四是横梁在结构上具有复杂性它不仅是转向架实施牵引的骨架，同时，也在一定程度上是驱动装置的骨架。

2.2.2工艺特点（1）工序分散，关键部位整体加工。

基于BS7608标准转向架构架疲劳强度评估

《装备制造技术》2021年第3期基于BS7608标准转向架构架疲劳强度评估黄晓青，吴才香，刘余龙，陈姝枚(中车株洲电力机车有限公司，湖南株洲412001)摘要：为了有效地预测转向架构架的疲劳强度，基于E N13749和BS7608标准，采用构架疲劳试验谱栽荷的疲劳疲劳强度预测方法评估构架疲劳强度。

应用雨流计数法将E N13749中规定的疲劳试验谱载荷分级，并用有限元法求得构架每级栽荷作用下的应力分布，以B S7608钢结构耐久性设计规范提供的焊接接头S-N曲线为依据,计算构架在谱栽荷作用下的累计损伤，完成转向架构架的疲劳强度评估。

关键词：构架疲劳强度；BS7608;雨流计教法;S-N曲线；累积损伤中图分类号：U270.2 文献标识码：A文章编号：1672-545X(2021 )03-0113-03〇引言构架是转向架最为重要的承载部件之一，是电机、齿轮箱和制动器等重要部件的安装基础/故转向架构架的疲劳强度或寿命决定着转向架运行的安全性和可靠性。

随着轨道交通车辆高速化发展,转向架构架大部分的破坏不是静强度破坏，而是由于交变载荷的反复作用造成的疲劳破坏。

故以传统的静强度理论为基础，评定转向架构架的疲劳强度的方法存在不足。

因此构架的耐久性评估和有限寿命设计越来越受到重视。

BS7608标准是英国《钢结构疲劳设计和评定实用规程》，该标准将焊接结构细节分为10个等级，50 多种具体的接头形式，并给出了相应的S-N曲线。

S- N曲线不仅考虑了焊接接头应力集中、尺寸与形状的不连续性，还考虑了应力方向、残余应力、焊接工艺和焊后处理工艺对焊缝疲劳强度的影响。

不同于以传统的静强度理论为基础的构架疲劳强度计算，本文以BS7608钢结构耐久性设计规范提供的焊接接头S-N曲线为依据，计算构架在谱载荷作用下的累计损伤，完成转向架构架的疲劳强度评估。

1基于BS7608疲劳强度评估流程受力部件可能包含多个疲劳裂纹萌生位置，其中承受较高应力波动的区域或存在较大应力集中的位置应重点关注。

转向架构架疲劳评估和结构优化应用研究

转向架构架疲劳评估和结构优化应用研究摘要：依据EN13749等标准对转向架构架的疲劳强度进行了仿真计算和台架试验,同时结合轨道车辆的线路动应力测试，并根据S-N曲线和Miner线性疲劳累计损伤理论对构架的疲劳寿命评估。

研究发现，在构架的疲劳强度满足有限元计算及台架试验的情况下，由于车辆在实际运用过程中受到轮轨系统激扰产生的弹性振动的影响，构架局部结构的等效应力幅并不能满足特定安全运用里程下的疲劳极限要求。

关键词：转向架构架；疲劳强度；疲劳寿命0引言：轨道车辆对转向架构架有极高的安全性和可靠性的要求。

由于其使用的特殊性，行业内普遍要求各主机厂对构架在全寿命周期内进行维保。

目前,国内外对构架的强度设计大都是基于EN13749[1]等标准建议的等幅载荷开展的,这种方法只能对构架在静态力循环下的抗疲劳能力做出基本判断，无法对构架实际运用过程的抗疲劳能力和使用寿命进行准确评定[2,3]。

随着铁路运输向高速、重载方向发展，构架的服役条件变得更加恶劣，由于车轮缺陷、轨道特殊区段激扰、轨道随机不平顺等问题造成构架疲劳损伤开裂的问题越来多[4,5]。

如何提高设计阶段仿真准确性和试验的可靠性一直是国内外研究的重点，然而目前行业缺乏标准的轨道谱和载荷谱,现行的构架仿真分析和台架试验对构架可靠性的预测结果与实际情况可能存在较大差异。

本文介绍了一种构架设计和疲劳寿命优化研究方法，即基于等幅载荷开展构架主体结构的设计，再结合线路动应力测试结果采用S-N曲线和Miner线性疲劳累计损伤理论对构架的关键区域进行疲劳寿命和结构优化。

1 构架的有限元仿真和台架试验构架由两根箱型侧梁和两根无缝钢管组成H型焊接结构。

计算载荷和和强度评估方法依据标准EN13749进行确定，结构应力计算采用ANSYS 软件完成。

采用10 节点四面体单元SOLID185对构架进行离散。

构架共离散为1267457 个单元，1364307 个节点，如图1所示。

某摩托车结构疲劳寿命分析

C A M E O 凯模C A E 案例库w w w .c a m e o .o r g .c n 某摩托车结构疲劳寿命分析*黄泽好孙章栋鲁旭升肖荣基（重庆理工大学汽车学院重庆400050）摘要：以某摩托车数字样机为基础，在Hypermesh 中建立了车架的有限元模型，利用MSC．Nastran 进行了车架模态分析，得到车架的模态结果文件和模态中性文件．利用车架的模态中性文件以及整车CAD 模型，在ADAMS 中形成虚拟整车台架试验的多体动力学模型，并进行了仿真，得到车架各阶模态对应的应力形状时间历程文件。

在MSC．Fatigue 中读入车架模态结果文件和车架应力形状时间历程文件计算出了车架的疲劳寿命。

关键词：摩托车结构疲劳寿命数字样机MSC．Fatigue中图分类号：U483文献标识码：A文章编号：1671－0630（2011）05－0023－04Fatigue Life Analysis of A Motorcycle StructureHuang Zehao ，Sun Zhangdong ，Lu Xusheng ，Xiao Rongji Chongqing University of Technology （Chongqing ，400050，China ）Abstract ：The finite element model is established in Hypermesh on the basis of a motorcycle model．The re-sult file of the modal analysis and modal neutral file of motorcycle structure are generated through modal analy-sis in Nastran．Then a rigid-flexible coupling multi-body dynamics model is created in ADAMS by using the modal neutral file and the CAD model of motorcycle．DAC files of body are generated after multi-body dynam-ics analysis．In MSC．Fatigue ，the fatigue life analysis of the structure is executed using the result file of the modal analysis and DAC mode file．Keywords ：Motorcycle structure ，Fatigue life ，Virtual prototype ，MSC．Fatigue引言摩托车行驶过程中主要受到来自路面和发动机的激励，车架承受着行驶过程中的动载荷和静载荷［1］。

某构架式转向架的疲劳强度分析与评估

参数指标
２１ｔ４．６ｔ１００ｋｍ／ｈ１４３５ｍｍｌ５２０ｍｉｌｌ
基础制动装置、常接触式弹性旁承等组成。本文采用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ１２．１对该转向架构架的结构
疲劳强度进行分析。计算载荷和载荷工况依据欧洲铁路联盟ＵＩＣ５１０ — ３标准以及ＥＲＲＩＢ１２Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ
图３计算模型边界条件简图
图２转向架有限元模型
表２构架材料属性
４疲劳强度评定
根据ＵＩＣ５１０规程的要求，在疲劳载荷工况作用下，结构母材，或接头上各点应力均不得大于相应材料的屈服极限／或接头的许用应力。构架结构材料为Ｑ３４５ｑＥ，表４为其机械性能和许用应力，图４为Ｑ３４５ｑＥ钢材料及其焊接接头的Ｇｏｏｄｍａｎ疲劳极限线图。
《装备制造技术）２０１３年第３期
某构架式转向架的疲劳强度分析与评估
王晓斌
（长江大学机械工程学院，湖北荆州４３４０２３）
摘要：为避免设计缺陷，提高产品可靠性，对某构架式转向架进行了疲劳强度分析与评估，栽荷条件和疲劳强度评估方法依据ＵＩＣ５１０ — ３标准中有关内容确定。采用大型有限元分析软件ＡＮＳＹＳ１２．１建立构架的有限元模型，并按标准
某铁路公司采购ｌ３辆平车，用于铁路轨道日常维护工作。车辆采用Ｈ型焊接货车转向架，该转向架主要由整体构架、轴箱弹簧悬挂装置、轮对和轴承、

一种轨道工程车转向架构架强度及模态分析

铁道技术监督RAILWAY QUALITY CONTROL 第47卷第6期Vol.47 No.6研究与交流STUDY AND COMMUNICATIONS一种轨道工程车转向架构架强度及模态分析张莎（宝鸡中车时代工程机械有限公司，陕西宝鸡721003 ）摘要：构架强度对轨道工程车辆的安全性、牵引力及运行品质有重要影响。

采用ANSYS Work- bench 有限元仿真软件，在超常载荷、模拟运营与模拟特殊运营载荷工况下，对一种轨道工程车转向架构架进行静强度、疲劳强度评估计算与模态分析。

计算结果表明，构架静强度、疲劳强度及模态满足TB/T 2368—2005《动力转向架构架强度试验方法》和TB/T 1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》要求。

关键词：轨道工程车；转向架构架；有限元仿真；静强度；疲劳强度；模态中图分类号：U273 ： U270.12 文献标识码：A 文章编号：1006-9178 ( 2019 ) 06-0064-05Abstract : The frame strength has an important influence on the safety , traction and operation quality of track engi neering vehicles. By using ANSYS Workbench finite element simulation software , based on service conditions in ・ eluding overload , operation simulation and special operation load simulation , the static strength , fatigue strength evaluation & calculation and modal analysis are carried out for the bogie frame a type of track engineering vehicle. Ac cording to the calculation results , the static strength , fatigue strength and modality of the frame can meet TB/T 2368— 2005 Motive Power Units-Bogies and Running Gear-Bogie Frame Structure Strength Tests and TB/T 1335— 1996 Specification of S trength Design and Test Evaluation of R ailivay Vehicles.Keywords : Track Engineering Vehicle ; Bogie Frame; Finite Element Simulation ; Static Strength ; Fatigue Strength ; Modality0引言伴随国内铁路网建设迅速推进，铁路发展对技术装备的需求也不断提高，其中质量稳定、安全可靠是铁路技术装备的必须要求。

构架静强度及疲劳强度分析研究

1 构架材料属性
构架主要由钢板和无缝钢管焊接而成，侧梁主
结构钢板采用 SMA490BW 牌号板材，其余钢板采用
Q345C 牌号板材，钢管使用 SMA490BW（G）材质，
各材料机械性能如表 1 所示。
表 1 主要材料的拉伸强度、屈服点及疲劳容许应力
( 单位 MPa)
式中：Kz ——垂直弯曲刚度，kN/mm； 2Fz——转向架垂直载荷，kN; δz——载荷作用点垂直挠度，mm。 2.4 构架超常载荷工况超常载荷下的许用应力是材料的屈服应力，工况包括垂向载荷、横向止挡载荷、扭转位移、纵向载荷、制动载荷、齿轮箱载荷等组合工况。施加在试件上的
现代机械与科技
中国机械
MACHINE CHINA
2019 年第Байду номын сангаас2 期
载荷分三个步骤加载：第一步施加 1/3 的载荷，第二
步施加 2/3 的载荷，然后是满载。
2.5 构架运营载荷工况
载荷组合模拟不同的运行情况。针对每一个应变
片，最大和最小应力都必须被测量。工况包括垂向载
荷、横向止挡载荷、扭转载荷、制动载荷、齿轮箱载荷、
垂向减振器座载荷、横向减振器等组合工况。
的变形量。
S
v BFR
——构架的位移量，为：
其中： ——每轴箱一系弹簧的垂向刚度； Sg ——转向架过曲线时轴箱的位移。
2.3 构架垂直弯曲刚度测试该试验可以与模拟运营载荷试验同时进行也可以单独进行，并按照下式计算：
2 静强度试验载荷和工况静强度的试验按照 UIC 615 标准进行，分成超常载荷工况和运营载荷工况两大类。试验在构架静强度与疲劳试验台上进行，首先在超常载荷工况下逐渐加载进行试验，观察应变、位移数据并测得应力，然后进行运营载荷工况的试验，记录相关数据，避免构架出现局部屈服或永久变形。

车辆转向架构架的疲劳与可靠性分析

车辆转向架构架的疲劳与可靠性分析摘要：随着时代的发展，我国的转向架构架技术逐渐在国际上名列前茅。

特别是近几年来，随着新型转向架和各种先进技术的运用，既保障了人们的出行的安全环境，也推动了车辆转向架技术的不断迈步。

构架是车辆转向架的主要承重结构，在超负荷的情况下，转向架构架容易形成疲劳，造成裂纹。

本文会对造成车辆转向架构架疲劳的原因进行分析，同时对其可靠性进行简单地阐述。

关键词：车辆；转向架；可靠性；灵敏度因子引言：作为转向架重要的部件之一，转向架构架是转向架其它零部件的安装基础。

动车组动力转向架构架不仅需要支撑车体，还需要在车体与轮对之间传递牵引力。

转向架是否可靠直接影响到动车组的使用性能和安全系数。

转向架构架的结构、使用状态和运行环境也不是一成不变的。

同时，由于转向架构架材料性能和载荷会随着不同的地况和环境进行变化，造成了具有随机参数和随机载荷的随机结构系统，导致转向架构架的疲劳情况会时有发生，一旦出现这样的情况往往后果不堪设想，因此，对转向架构架的疲劳原因进行分析具有重要的理论意义和经济价值。

一、构架疲劳的主要因素（一）、外界激扰源的干扰在城市轨道客车进入正式使用之前，相关专业人员会对其进行动应力测试和可靠性分析。

结果通常会显示该转向架构架可以满足多少年和多少公里的使用。

然而，经过短暂几年的运行，动力转向架构架的横向侧梁、电机悬置座和齿轮箱悬置座连接处出现了许多裂纹，于是对出现问题的地方再次进行投入前相同的评估和实验。

结果表明，转向架构架几乎所有参与试验部位的动应力和以往比较显著增大，对构架的安全性造成了极大的威胁，不能保证人们出行的安全。

那么究竟是什么原因导致转向架构架不能按照原本测定的数据满足使用年限呢？经反复的实验表明，车轮表面的缺陷、轨道特殊区段的干扰、轨道的随机不平顺等原因是车辆振动的主要干扰源。

1、如车辆轮胎的平疤、径向跳动、擦伤和异常磨损等情况的发生都会增加轮轨的冲击力，不仅让列车正常运行时的安全性受到影响，而且也加剧了车辆的疲劳损伤，造成不可逆的伤害。

基于FKM标准的转向架构架疲劳强度评估

基于FKM标准的转向架构架疲劳强度评估
唐毓晗;王悦东;董祺;刘嘉禹;温珈毅
【期刊名称】《电力机车与城轨车辆》
【年(卷),期】2024(47)1
【摘要】随着车辆速度的提升及振动程度的加剧,转向架焊接部位极易发生疲劳破坏,因此选用较为科学的疲劳评估标准非常重要。

文章以某高速动车组拖车转向架构架为例,综合UIC 515-4和EN 13749标准要求进行超常载荷和模拟运营载荷等工况分析,依据分析结果选取疲劳评估点,并分别应用FKM标准和修正的Goodman-Smith曲线进行疲劳强度评估和对比分析。

结果表明:FKM标准可应用于轨道车辆各结构的疲劳强度评估,且评估过程更为科学合理,评估结果更为保守可靠。

【总页数】6页(P57-61)
【作者】唐毓晗;王悦东;董祺;刘嘉禹;温珈毅
【作者单位】大连交通大学机车车辆工程学院;中国铁路沈阳局集团有限公司沈阳动车段
【正文语种】中文
【中图分类】U270.33
【相关文献】
1.基于DVS1612标准的轨道车辆转向架构架疲劳强度评估
2.基于BS7608标准转向架构架疲劳强度评估
3.基于JIS标准的转向架焊接构架疲劳强度评估
4.基于FKM的某型转向架轴箱端盖疲劳强度评估
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地铁车转向架构架的强度计算与评定

地铁车转向架构架的强度计算与评定
冯大建
【期刊名称】《《机械设计与制造工程》》
【年(卷),期】2012(041)001
【摘要】介绍了转向架构架对于地铁车辆安全运营的重要性,并对构架进行离散化处理,按照UIC615-4标准对构架施加载荷,建立构架的有限元模型。

利用有限元分析软件ANSYS研究构架在各工况下的应力分布。

最后,根据第四强度理论,完成了构架的静强度分析;根据Goodman疲劳极限图完成了构架的疲劳强度分析,并得出构架静强度和疲劳强度均合格的结论。

分析结果为同类型的转向架的设计、改型和优化提供了参考和依据。

【总页数】5页(P29-32,37)
【作者】冯大建
【作者单位】同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海 201804
【正文语种】中文
【中图分类】U270.1
【相关文献】
1.基于 ANSYS 软件下的通勤车转向架构架疲劳强度计算分析 [J], 王志明;陈晓峰;张开林;刘余龙;刘金荣
2.地铁车辆转向架构架有限元强度计算与分析 [J], 张锁怀;李永春;孙军帅
3.重型轨道车转向架构架的强度计算分析 [J], 赵博洋;李江利;李谷越
4.某地铁车APS辅助变流器静强度仿真分析计算 [J], 刘贤超
5.某地铁车APS辅助变流器静强度仿真分析计算 [J], 刘贤超;
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刘余龙_基于HyperMesh 的机车转向架构架静强度及疲劳强度分析

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2.2 载荷工况组合
本文按照 UIC 615-4 标准，利用 HyperMesh 软件分别对构架有限元模型施加超常载荷和运营载荷，并直接导入求解器中进行计算，根据应力计算结果，评估构架的静强度。其中超常载荷用于评定构架的静强度，而运营载荷用于评价构架的疲劳强度。
2
Altair 2012 HyperWorks 技术大会论文集
超常及运营载荷主要有：超常工况垂向载荷 Fz max 、模拟运营垂向载荷 Fz ，作用于二系簧座；超常工况横向载荷 Fy max 、模拟运营横向载荷 Fy ，作用于二系簧座及横向止档；牵引电机和传动系统的静载荷 Fzdj ，作用于电机悬挂点；电机额定转矩产生的的载荷 Fzn max 、 Fzn ，作用于电机悬挂点； 5‰轨道扭曲位移 h5 ，10‰轨道扭曲位移 h10 ，作用于在一系簧；构架承受转向架 3g 冲击载荷 F3cj ，作用于牵引座。根据标准 UIC 615-4，主要运营工况和超常工况的组合如表 2 所示。考虑车体侧滚及浮沉的影响，取 α =0.1，β =0.2。表 2 工况组合工况 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 作用于侧梁上的垂向载荷左侧梁 Fz (1+α -β )Fz (1+α -β )Fz (1+α +β )Fz (1+α +β )Fz (1-α -β )Fz (1-α -β )Fz (1-α +β )Fz (1-α +β )Fz (1+α -β )Fz (1-α +β )Fz Fzmax Fz Fz Fzmax 右侧梁 Fz (1-α -β )Fz (1-α -β )Fz (1-α +β )Fz (1-α +β )Fz (1+α -β )Fz (1+α -β )Fz (1+α +β )Fz (1+α +β )Fz (1-α -β )Fz (1+α +β )Fz Fzmax Fz Fz Fzmax 横向载荷 0 0 FY 0 FY 0 -FY 0 -FY FY -FY FYmax 0 0 FYmax 纵向载荷 0 Fx -Fx Fx -Fx -Fx Fx -Fx Fx -Fx Fx 0 3g 冲击 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5‰扭曲 5‰扭曲 0 0 0 10‰扭曲 +Fzdj + FzdjFzn - FzdjFzn + FzdjFzn - FzdjFzn - FzdjFzn + FzdjFzn - FzdjFzn + FzdjdFzn - FzdjFzn + FzdjFzn 0 0 +FzdjFznmax 0

轨道车辆钢构件疲劳强度评估方法研究

Equipment Manufacturing Technology No.3,2021轨道车辆钢构件疲劳强度评估方法研究吴才香，刘余龙，陈姝枚,黄晓青(中车株洲电力机车有限公司，湖南株洲412001 )摘要：轨道行业近十年进入了蓬勃发展时期，轨道车辆从国内各个大中型城市走向海外市场，实现了遍地开花之势：钢构件在轨道交通车辆中占有至关重要的位置。

为了缩短其设计周期，有效评估疲劳强度至关重要基于钢构件ANSYS 疲劳应力云图，对钢结构Goodman ,DVS 1612及BS 7608三种强度评估方法进行分析，找出其各自的优缺点，为后续轨道交通市场进行有效的钢构件疲劳强度评估提供指导关键词：钢构件强度；Goodman;DVS 1612;B 7608;强度模拟评估中图分类号：U 270.2文献标识码：A文章编号：1672-545X ( 2021 )03-0098-03〇引言钢构件是轨道车辆最为重要的部件之一，主要承载着牵引电机、齿轮箱和制动器等重要部件，因此钢构件的服役安全和可靠性至关重要。

随着轨道车辆不断拓宽发展，钢构件大多数由于交变载荷的反复作用造成的疲劳破坏，故钢构件仅以传统的静强度评估远不足，其疲劳强度及寿命预测越来越受到重视。

各行业大量运用实践已表明，在动态载荷作用下疲劳破坏几乎是焊接结构的惟一失效模式，因此必须高度重视钢构件的疲劳设计1研究对象本文的研究对象为某地铁转向架钢构件如图1所示，钢构件主体结构材料为16M n D R ,材料组成成分和力学性能与钢S 355基本一致。

研究内容为此钢构件通过A N S Y S 有限元模拟疲劳载荷静强度结果图 2所示，可见在此边界条件下疲劳载荷应力云图ANSYSNODAL SOLI TICNR14.5...."i7.84« ^.6^13 83.537 *******^75g 13.9228 41.7685 69.6142 97.4598 125.305图2钢构件疲劳应力云图2疲劳应力结果评估2.1基于Goodman 疲劳强度评估方法根据相关标准UIC 615-4和TB/T 3548-2019的规定，国内钢构件疲劳强度评估主要采用Gowlman 图法16M n D R 的疲劳强度极限图具体见图3、图4。

机车转向架焊接构架轻型化评定和疲劳强度分析.

西南交通大学学报第34卷第1期Vol. 34No. 11999年2月Feb. 1999J OU RNAL OF SOU THWEST J IAO TON G UN IV ERSIT Y机车转向架焊接构架轻型化评定和疲劳强度分析米彩盈(西南交通大学机车车辆研究所成都610031摘要提出Bo 2Bo 轴式机车转向架焊接构架轻型化评定准则, 根据构架整体结构有限元法分析结果, 用边界元法分析了构架侧梁下盖板横向对接焊缝的应力分布, 讨论对接焊缝因其根部未焊透引起的应力集中和降低承受拉应力的对接焊缝应力状态的可行性方案, 比较理论分析与疲劳强度试验结果, 边界元法能较为准确地评述焊缝区域的应力分布状态。

关键词边界元法; 疲劳裂纹; 焊接结构分类号U260. 331随着铁道车辆技术的发展, , 。

在不同运行:, [1]; 对高速列车焊接构架疲劳寿命需满足使用30年, 每年运行[2], 焊接构架时有疲劳破坏发生, 阻碍了焊接构架轻型化的实施。

以160km/h BO 2Bo 轴式准高速内燃机车H 型焊接构架为例, 用边界元法分析焊接构架侧梁下盖板横向对接焊缝在疲劳强度试验中产生疲劳裂纹的原因。

构架的侧梁和牵引横梁为箱型结构, 箱型梁的上、下盖板厚为20mm , 腹板厚为10mm , 制造材料为St52钢板, 焊缝未进行TIG 重熔处理。

1轻型化评定准则机车转向架焊接构架设计及计算载荷包括垂向载荷、横向载荷和纵向载荷, 横向载荷和纵向载荷的大小主要取决于垂向载荷, 垂向载荷依赖于机车的轴重。

垂向载荷分别作用于构架的一、二系悬挂弹簧的安装座处, 在不考虑结构刚度突变引起应力集中的情况下,BO 2Bo 轴式机车转向架焊接构架在三向复合载荷作用下承受的最大力矩和由此引起的最大应力出现在一、二系悬挂弹簧的安装座区域附近。

因此, 由“轴距×轴重/(构架重量×1m " 得出的无量纲值能衡量焊接构架的轻型化水平。

机车转向架构架静强度设计方法

机车转向架构架静强度设计方法
陈国强;华东升
【期刊名称】《现代制造工程》
【年(卷),期】2011(000)005
【摘要】运用有限元技术对某机车转向架构架进行强度仿真计算及试验验证分析,以DF4D内燃机车转向架构架为例,详细介绍了客车转向架构架强度的分析方法,利用仿真计算与试验测试相结合的方法能较好地对构架静强度进行设计,为机车可靠运行提供理论依据.
【总页数】4页(P69-71,80)
【作者】陈国强;华东升
【作者单位】南京铁道职业技术学院铁道动力与工程学院,南京,210015;常州机电职业技术学院机械工程系,常州,213164
【正文语种】中文
【中图分类】TH114
【相关文献】
1.30t轴重电力机车转向架构架的静强度与疲劳强度分析及模态分析 [J], 杨萌;李强;彭永明;马呈祥
2.高速动车转向架构架静强度及疲劳强度分析 [J], 罗超勇;王勇;宋烨
3.9600kW六轴电力机车转向架构架的静强度分析 [J], 王博;蔡园武;李传龙;吴昌华
4.基于 HyperMesh的机车转向架构架静强度及疲劳强度分析 [J], 刘余龙;陈晓峰
5.多流制电力机车转向架构架静强度及疲劳强度分析 [J], 李明;陈晓峰;王志明;吴才香;黄晓青
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基于HyperWorks_的货车前轴有限元分析及疲劳强度分析

Modeling and Simulation 建模与仿真, 2023, 12(2), 1660-1669 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/mos https:///10.12677/mos.2023.122154基于HyperWorks 的货车前轴有限元分析及疲劳强度分析王士明，潘羽，朱春鹏上海理工大学机械工程学院，上海收稿日期：2023年2月22日；录用日期：2023年3月24日；发布日期：2023年3月31日摘要汽车前轴是底盘系统的重要组成部分，其强度直接影响整车的安全性和可靠性。

在HyperWorks 建立材料为40 Cr ，单元类型为四面体的前轴有限元模型。

选取三种典型工况：越过不平整路面工况、紧急制动工况、侧滑工况，在板簧座施加静态载荷，在主销孔处施加约束，对前轴进行静强度分析，得出三种工况下的位移云图及应力云图。

并在此基础上对疲劳寿命进行了预估。

结果表明，前轴在三种典型工况下最大应力均未超过材料屈服极限，最低疲劳寿命为62万公里，满足疲劳寿命的要求，验证了设计的合理性。

关键词货车前轴，有限元分析，HyperWorks ，疲劳强度Based on the Truck Front Axle HyperWorks Finite Element Analysis and Fatigue Strength AnalysisShiming Wang, Yu Pan, Chunpeng ZhuSchool of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, ShanghaiReceived: Feb. 22nd , 2023; accepted: Mar. 24th , 2023; published: Mar. 31st , 2023AbstractThe front axle is an important part of the chassis system, and its strength directly affects the safety and reliability of the vehicle. The finite element model of front axle with material of 40 Cr and王士明等element type of tetrahedron was established in HyperWorks. Three typical working conditions are selected: crossing uneven pavement condition, emergency braking condition and side slip condi-tion. Static load is applied to the leaf spring seat, and constraints are applied to the main pin hole. The static strength analysis of the front axle is carried out, and the displacement cloud diagram and stress cloud diagram under three working conditions are obtained. On this basis, the fatigue life is estimated. The results show that the maximum stress of the front axle under three typical working conditions does not exceed the yield limit of the material, and the minimum fatigue life is 620,000 km, which meets the requirements of fatigue life and verifies the rationality of the design.KeywordsFront axle, Finite Element Analysis, HyperWorks, Fatigue StrengthCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言前轴是车辆悬架系统的重要组成部分，主要通过悬架结构联接到车架上。

某型动车转向架构架静、动强度分析

某型动车转向架构架静、动强度分析摘要：本报告对某型转向架构架进行静、动强度分析,构架计算载荷的确定方法和强度评估的方法参照日本工业标准JISE4208“铁道车辆转向架构架设计通用技术条件”。

构架有限元应力计算采用美国ANSYS公司商业版ANSYS5.6软件进行。

关键词：转向架强度载荷1载荷条件1.1 转向架主要技术参数● 轴距（mm） 2200● 牵引电机重量(kg) 630● 联轴节 (kg) 32● 转向架重量（kg） 6950● 齿轮箱重量（kg） 392● 轮对重量（kg） 1040● 轴重（t） 14.01.2载荷条件静载荷为车辆静止状态下作用在构架上的载荷，按（1）式计算式中W–作用在构架上的静载荷；W1–一台转向架所分担的车体自重；W2–一台转向架所分担的载重；W3–构架和构架与车体之间的零部件的自重。

1.3动载荷动载荷为车辆运行状态下作用在构架上的载荷，看作是静载荷的附加成分。

速度为100km/h左右的电动车转向架构架所受的动载荷，见表1。

表1. 电动车组转向架构架动载荷说明表2强度评估方法2.1应力计算在构架上作用静载荷和动载荷的情况下，按每种载荷计算应力、区分为平均应力和动应力并按下述方法进行应力合成：平均应力平均应力为静载荷产生的应力，但具有脉动载荷时的平均应力，应把脉动载荷所产生应力的1/2附加到静载荷产生的应力上去，作为静载荷工况下的平均应力；动应力动应力为动载荷产生的应力。

2.2许用应力JIS E4207设计通则规定，采用图1所示的疲劳极限图进行疲劳强度评价。

由转向架构架静载和动载计算的构架各处的平均应力和动应力，均应在疲劳极限图的界限之内。

3计算模型3.1结构离散模型取整个构架进行分析，采用四边形或三角形线性板壳单元建立有限元模型。

整个构架结构离散为33169个板单元。

3.2约束条件在轴箱弹簧座处施加弹性边界元约束。

弹性边界元刚度：垂向0.70MN/m；横向 2.1 MN/m；纵向3.2 MN/m。