CW-200K转向架构架疲劳强度及模态分析研究
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。
CW-K转向架
CW-200K型转向架为无摇枕结构，取消了 传统结构的悬吊件，由大变位空气弹簧直 接支撑车体。其中制动盘为两盘，动力学 参数按160km/h要求重新进行了优化。设 计中尽可能采用无磨耗结构，因此使转向 架结构简单、可靠性强、易维修。
2 转向架基本结构
CW-200K转向架基本结构为无摇枕、 无摇动台、无旁承型式。轴箱定位采用 可分离式轴箱转臂定位方式。中央悬挂 采用空气弹簧及减振器。牵引方式为单 牵引拉杆。基础制动为每轴两制动盘的 单元制动方式。转向架主要由构架组成、 轴箱定位装置、中央悬挂装置、盘形制 动装置及轴温报警装置部分组成。
2.2.3 轴箱弹簧组成
弹簧装置由内、外圈弹簧、弹簧上、下夹 板及预压紧螺栓、螺母组成为一体，螺母上 开有销孔。弹簧组装高度为300 mm，组装 后用销子穿入螺母销孔处。
内、外圈弹簧材料为60Si2CrVA
3.2.4 一系垂向减振器
在轴箱转臂和构架间设有垂向油压减振器。 该减振器用以有效地控制转向架的垂直振动 和点头振动。轴箱减振器主要为进口产品。 参数可根据动力学优化进行修正。
（4）应保证空气弹簧无气状态下，车 辆能够安全运行。
空气弹簧主要由以下四部分组成：
(1) 上盖板； (2) 空气胶囊； (3) 底座橡胶垫 (4) 可变节流阀
2.3.2 附加空气室、高度控制阀、差压 阀和管路
空气弹簧附加空气室由侧梁内室组成， 两个附加空气室由管子相通，管路间设有压 差阀，防止两侧空簧压差过大影响安全。压 差阀压差为1.2Mpa，空气弹簧系统设有高度 控制阀，以保证车体在任何静载下与轨面保 持相同高度。
（2） 应具有稳定的水平方向复原能力， 同时在通过曲线时，不会形成过大的回 转阻力而使车辆产生较大的侧向力增大 车轮和钢轨的磨耗。在直线上运行时又 需要较大的回转阻力，以不致因回转阻 力过小而使车辆产生蛇形失稳。
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。
CW200K转向架构架焊接残余应力无损测量
CW200K转向架构架焊接残余应力无损测量卢峰华;范玮;马传平【摘要】转向架构架在焊接过程中不可避免地会产生焊接残余应力,焊接残余应力的存在对构架的疲劳强度和疲劳寿命均有很大的影响,测定和掌握构架不同状态下残余应力的大小和分布规律十分必要.利用X射线衍射法测试CW200K转向架构架热处理前后的残余应力.结果表明,构架焊缝区存在高值残余拉伸应力;构架退火可以使纵向残余应力的峰值得到削弱,分布得到均化.在保温时间相同的条件下,提高退火温度有利于提高构架焊接残余应力的平均消除率.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)001【总页数】4页(P36-39)【关键词】转向架构架;X射线衍射法;焊接残余应力;热处理【作者】卢峰华;范玮;马传平【作者单位】唐山轨道客车有限责任公司,河北唐山063035;唐山轨道客车有限责任公司,河北唐山063035;西南交通大学材料学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TG404转向架是机车车辆的主要部件之一，对行车安全起着至关重要的作用，而构架又是转向架的重要承载和传力构件[1]。
目前，绝大部分转向架构架均采用焊接形式，焊接是转向架的基本连接形式[2]。
由于焊接过程是一个局部不均匀的加热过程，不均匀温度场会导致受约束的热变形和塑性变形，不可避免的产生残余应力[3-4]。
残余应力不仅要影响构架外观尺寸精度和尺寸稳定性，还会降低焊接构架的疲劳强度，对构架的疲劳强度和疲劳寿命均有很大的影响[5]。
针对构架浅表层因应力过大造成的变形和起裂，X射线衍射法以其无损、便捷和数据稳定等特性成为研究构架整体浅表层残余应力分布的最佳选择。
X射线衍射残余应力检测方法可以在较短时间内获得构架在多种状态下的残余应力的分布情况，为优化构架不同处理工艺提供了测试技术的支持。
本研究利用X射线衍射法对CW200K转向架构架热处理前后的残余应力进行测试，获得两种状态下残余应力的大小和分布规律以及热处理温度对残余应力消除的影响。
25K型客车改装CW_200型转向架的探讨_刘雅秋
文章编号:1002-7602(2005)05-0032-0425K型客车改装CW 200型转向架的探讨刘雅秋1,娄彦君2,李 韬2(1.北京交通大学电气工程学院,北京100044;2.长春长客轨道交通设备有限责任公司,吉林长春130062)摘 要:根据25K型客车转向架在运用中屡次发生险性事故的情况以及CW 200型转向架安全、稳定的运行品质,提出了更换转向架的建议,并从理论上分析了在A4级检修时将25K型客车转向架改装为CW 200型转向架的可行性、经济性。
关键词:客车转向架;改造;CW 2型;CW 200型中图分类号:U270.331 文献标识码:B1 现状及说明随着旅客列车的5次大提速,25K型客车已经成为旅客运输的主型客车。
在线运行的25K型客车主要采用209H S、CW 2、SW 160等型转向架。
而长春客车厂生产的25K型快速客车主要以CW 2系列转向架为主。
收稿日期:2004-11-19作者简介:刘雅秋(1967-),女,工程硕士研究生。
CW 2系列转向架是在吸收、消化英国T10型转向架的基础上设计而成的,构造速度为160km/h。
该转向架在西南交通大学进行了动力学性能试验,并经过环行道试验。
自1994年投入运用,在广深线运行效果较好。
1998年批量生产,运用在提速干线上,开始进入产品成长、成熟阶段。
多年来,CW 2系列转向架运行平稳,性能良好,证明其设计是基本成功的。
但在近几年的运行中也暴露出一些问题。
2002年3月,乌鲁木齐铁路局及广州铁路(集团)公司连续发生CW 2B型转向架摇枕吊(6)焊接缺陷对疲劳强度的影响。
焊缝质量较差时会产生热裂纹、冷裂纹、未焊透、气孔和夹渣等缺陷,这些缺陷会造成严重的应力集中,从而影响构件的疲劳强度。
焊接缺陷对疲劳强度的影响与缺陷的种类、尺寸、方向和位置有关,片状缺陷对疲劳强度的影响比带圆角的缺陷更严重;位于残余拉应力场的缺陷比位于压应力场的缺陷影响大;同时,不同材料具有不同的缺口敏感性,所以对焊接缺陷的评定比较困难。
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。
CW-200K转向架G
• 每个速度级的转向架在研究、设计过程中，
均进行了如下计算和试验：构架及各种吊 座的强度计算和1000万次疲劳试验；转向 架动力学性能计算；试验台滚振试验、环 行道试验和正线试验及运行考核，使参数 更加优化，设计结构更加合理，从而保证 了转向架具有优良的性能且方便检修。
• CW-200K型转向架为无摇枕结构，取消了
25轴温报警装置?在构架侧梁外侧安装有轴温报警装置的接线盒和连接线温度传感头安装在轴箱体上用来检测车辆运行过程中轴箱内部温度的变化一旦轴箱内部的温度高于外界温度40车上报警器立即发出警报此时必须立即停车进行检查排除故障并进行彻底修复后方可继续运行
CW-200K转向架
长春轨道客车股份有限公司 二○○三年十二月
• （2）车轮
车轮采用KKD车轮，LM磨耗型踏面。
• （3）制动盘
制动盘使用铁科院产品较多，其余 还有戚墅堰机车车辆研究所、沈阳铁道 制动机厂产品。 轮对组装要求 ： a. 车轮内侧距：1353±1mm b. 同一轮对轮径差：不大于0.3mm c. 轮对组成后残余动不平衡不大于50g.m d. 轮位差、盘位差≤1mm
•
•
转向架构架侧梁内部用作空气弹簧 的附加空气室，空气弹簧的下部通风口 与附加空气室连接，上部进风口与车体 的管路连接。空气弹簧的胶囊气室与附 加空气室间的节流孔，对车体的垂向振 动起到一定的衰减作用，因此不需要加 装垂直油压减振器。
•
胶囊下部的叠层橡胶堆是为了通过 曲线时减小胶囊的载荷。另外，当空气 弹簧内无空气压力时，叠层橡胶堆能起 到一定的垂直减振作用，也能保证车辆 安全行驶（需要限速）。安装空气弹簧 时，上部进风口和下部通风口的外部表 面，需涂润滑脂防锈，“O”形圈需涂润 滑脂进行保护。
CW——200K型T转向架构架建模与模态分析说明书
目录1.引言2.CW——200K型T转向架构架3.载荷工况4.计算分析评估5.模态分析6.结论7.心得体会8.模态介绍CW—200K型转向架构架结构强度分析1.引言转向架构架是车辆运行时最重要的承载部件，其可靠性能对机车的走行品质和安全性具有重要的影响，必须满足强度要求。
在上世纪六十年代前，对转向架构架的强度分析，主要采用的是经典的结构力学方法，包括近似法和精确力法，这两种方法采用了大量的假定使实际结构理想化和简单化，当构架结构越来越复杂，超静定次数增多时，这种方法计算的误差越来越大，精度越来越低。
随着计算机的普及和计算方法的发展，有限元法已成为构架强度分析的主要方法：根据构架的结构特点，建立构架的力学模型，再对构架进行离散化处理，然后用有限元分析软件进行运算。
用有限元法分析得出的理论结果和试验结果的相对误差可控制在10%的范围内。
本文对CW——200K型转向架构架焊接结构进行静强度和疲劳强度评估，载荷条件和方法参见如下标准：EN 13749、UIC 515—4、和UIC 615—4进行，许用应力和评估方法依据ERRI B12/RP17(第8版)确定。
2.CW——200K型T转向架构架2.1构架结构构架为H型钢板焊接结构，由两根侧梁和两根横梁组成。
侧梁为中间下凹的鱼腹形，由4块钢板组焊成箱形封闭结构。
侧梁内部有密封隔板使侧梁内腔成为空气弹簧的附加空气室。
横梁采用日本进口无缝钢管，外径为φ165.2mm，壁厚14.3mm。
在侧梁上焊有定位座、横向减振器座、高度阀座和防过充装置座等，在横梁上焊有盘形制动吊座，抗侧滚扭杆座、牵引拉杆座等。
在构架的焊接过程中所有部件均采用“V”型坡口，以便于机械手操作，钢板材料为16MnR（材料属性见附录表格4）即保证有足够的刚度同时又保证有良好的焊接性。
本文利用PRO/E软件建立构架装配图，如图1。
图1 转向架焊接构架2.2 有限元模型综合考虑整个构架的计算量、计算精度及构架结构的实际情况,采用ANSYS 软件对构架整体进行有限元离散和计算. 网格数量决定了计算结果的精度和规模,权衡网格数量与精确度两者的关系,最终离散出的节点数为133264 ,单元数为65798. 构架有限元离散模型如图2 所示.图二构架有限元离散模型3.载荷工况3.1 超常载荷工况在此工况下，作用在侧梁上的垂向载荷F z=1.4g(m v +C1-2m+)/4=186.0 kN;作用在构架上的横向载荷F y=2[10000+(m v+C1)g/12]=128.0 kN;10‰轨道扭曲车轮的垂向位移为25mm。
CW_200K型转向架热轴原因初探_周兴建
文章编号:1002-7602(2009)04-0039-03CW 200K 型转向架热轴原因初探周兴建(长春轨道客车股份有限公司研发中心,吉林长春130062)摘 要:详细分析了引起CW 200K 型转向架热轴的主要原因和转向架检修组装调整过程中在轴箱处容易附加引起热轴的横向力的几种情况,提出了防止热轴的几点要求和建议。
关键词:CW 200K 型转向架;热轴;横向力中图分类号:U 270.331文献标识码:B近些年CW 200K 型转向架在运用过程中先后发生了多起热轴事故,且均发生在刚做完A3修的车辆上,因此可以判断事故与车辆段在A3修中转向架的组装调整有关。
本文详细分析了引起CW 200K 型转向架热轴的原因,并对转向架检修组装调整过程提出了一些建议。
1 引起热轴的原因如果不考虑轴承损坏、油脂等原因引起的热轴,绝大部分转向架热轴是由轴承滚子与活动挡圈发生端磨引起的。
通过对CW 200K 型转向架轴箱及轴承结构的分析可知,正常情况下轴承的轴向游隙 在0 8mm~1 6mm 之间(图1)。
该游隙的存在保证了在车辆运行期间轴承滚子与活动挡圈之间不发生接触,避免热轴的出现。
但当轴向游隙 很小或接近于零时,轴承滚子会接触活动挡圈,由于二者之间的转动速度不同而产生端磨,最终引起热轴。
图1 正常情况分析认为,一般情况下引起 变小或接近于零的原因有2个。
(1)一旦轴箱承受非正常的横向力(图2),轴箱收稿日期:2008-09-28作者简介:周兴建(1958-),男,工程师。
就会按图2所示方向产生位移并同时带动轴承外圈和滚子。
由于此时车轴及活动挡圈是相对静止的,使轴承的游隙 变小或接近于零,导致车辆运行过程中轴承滚子和活动挡圈出现持续或断断续续的摩擦。
(2)如果轴箱无横向力作用而轮对承受横向力时,轮对、轴承内环和滚子会相对于轴箱产生横向位移,此时同样会出现轴承的轴向游隙 变小或接近于零的情况。
造成轮对承受横向力的主要原因是同一轮对中左右轮径差过大,使车辆运行中在轮对上作用有横向分力,迫使轮对向轮径小的一侧横移。
CW—200K转向架热轴原因探讨
CW—200K转向架热轴原因探讨作者：丰宏彬来源：《科学与财富》2019年第02期摘要：阐述了影响CW-200K转向架热轴的主要因素和原因，重点分析了转向架检修组装调整过程中在轴箱处容易附加引起热轴的横向力的几种情况，并提出了防止热轴的几点要求和建议。
关键词：CW-200K转向架；热轴；横向力近些年CW-200K转向架在运用过程中先后发生了几起热轴事故，其共同点是均发生在刚做完A3修的车辆。
经过分析了解与车辆段在A3修中转向架的组装调整有关。
本文对引起CW-200K转向架热轴的原因进行了较为详细的分析，同时提出了转向架在检修组装调整过程中的一些要求和建议。
1 影响热轴的因素通常情况下，不考虑轴承损坏、油脂等原因引起的热轴。
绝大部分转向架热轴的直接原因，是由于轴承滚子与活动挡圈发生端磨引起。
因此，找出如何引起两者之间发生端磨是分析解决热轴问题的切入点。
通过对CW-200K转向架轴箱及轴承结构的分析可知，正常情况下轴承的轴向游隙δ在0.8～1.6mm之间，该游隙的存在保证了轴承滚子与活动挡圈之间在车辆运行期间不发生接触，避免热轴的出现。
但是，当轴向游隙δ很小或接近为零时，会出现轴承滚子与活动挡圈发生接触，由于二者之间的转动速度不同产生磨擦最终引起热轴。
是什么引起δ变小或接近于零，是我们重点分析的问题。
1.1 轴箱承受横向力一旦轴箱承受非正常的横向力（沿车轴轴线方向的力），轴箱就会位移并同时带动轴承外圈和滚子，此时车轴及活动挡圈相对是静止的，由此使轴承的游隙δ变小或接近于零，导致车辆运行过程中轴承滚子和活动档圈出现持续或断续的磨擦。
1.2 轮对承受横向力反过来，如果轴箱无横向力作用，轮对承受横向力时，会出现轮对、轴承内环、滚子相对于轴箱发生横向位移，此时同样会出现轴承的轴向游隙δ变小或接近于零的情况。
造成轮对出现横向力的主要原因是同一轮对中左、右轮径差过大，使车辆运行中在轮对上作用有横向分力，迫使轮对向轮径小的一侧横移，当横移量吃掉轴承的轴向游隙后，轮径大一侧的活动挡圈会与滚子端面接触，长时间摩擦就会发生热轴。
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。
毕业设计(论文)-客车CW-200K转向架构架制造工艺设计
本科毕业设计（论文）客车CW-200K转向架构架制造工艺设计2014年6月题目客车CW-200K转向架构架制造工艺设计指导教师评语指导教师 (签章)评阅人评语评阅人 (签章) 成绩答辩委员会主任 (签章)年月日毕业设计（论文）任务书题目客车CW-200K转向架构架制造工艺设计1、本论文的目的、意义客车CW-200K转向架构架制造工艺设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分。
工艺即产品的制造方法与过程。
客车CW-200K转向架是目前客车主型转向架，本设计以客车CW-200K转向架为加工对象，内容主要办过机加工分析、工艺流程拟定、工艺参数选择与计算、工装设计、加工质量检测等。
通过对其构架加工工艺设计，使学生熟悉客车CW-200K转向架的结构组成及各零部件的工作原理，了解其加工过程中所需要工装、设备、工具、量具及相关工艺文件的设计与选取，掌握机加工工艺设计的基本方法，学会运用设计手册、工艺手册等相关资料解决设计中的问题。
2、学生应完成的任务设计说明书一本：不少于1.2万字机加工工装设计图：A0 1张主要夹具零件图：若干3、论文各部分内容及时间分配：（共 16 周）第一部分收集资料及实习 (2周) 第二部分方案设计、绘制草图（三维造型） ( 3周) 第三部分方案确定、机加工工艺设计及加工夹具总体设计 (6周) 第四部分主要零件设计及绘图 (2周) 第五部分毕业论文写作 (2周) 评阅及答辩 (1周)备注参考资料：车辆工程；车辆修造工艺与装备；机械设计手册；夹具设计等指导教师： 2014年 2 月 24日审批人：年月摘要为适应我国现代化建设的需要，相信焊接技术必将得到更迅速的发展，并在工业生产中发展发挥出更重要的作用。
随着工业生产的发展，对焊接技术提出了多种多样的要求。
一方面由于工业生产的发展对焊接技术提出了高要求，另一方面由于科学技术的发展又为焊接技术的进步开拓了新的途径。
另外我们也在不断探索新的焊接方法，从以前的几种焊接方法到现在的很多中，从最原始的手工电弧焊到现在的窄间隙埋弧焊、机器人焊接，从以前的焊工保护差到现在的焊工保护好，种种的种种都可以看出，我们国家在发展，我们的焊接技术同样在发展，在不久的将来更高端的焊接技术将被发现，该焊接技术价廉、劳动强度小，焊出来的东西更好更完美。
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。
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。
CW-200k转向架
第二部分CW-200K型客车转向架第一章总体构成CW-200K型转向架是在CW-200型基础上改制而成，其中制动盘为每轴2个。
动力学参数按160km/h的要求重新进行了优化设计。
该型式的转向架为无摇枕结构，取消了传统结构的悬吊件，由大变位空气弹簧直接支撑车体。
尽可能采用了无磨耗结构，因此转向架结构简单易维修。
第一节主要技术参数轨距： 1435mm限界：符合GB146.1-83车限1B运行速度： 160km/h试验速度： 200km/h轴距： 2500mm轴重： 16.5t通过最小曲线半径：车辆连挂时：145m单车调车时：100m轮对： KKD车轮Ф915轴承： SKF公司滚动轴承BCIB322880ABBCIB322881AB轴箱弹簧横向跨距： 2000mm空气簧中心跨距： 2000mm空气簧上平面自重高： 937mm一系垂向刚度/每轴箱： 0.792MN/m转臂节点纵向刚度： 12±0.5MN/m转臂节点横向刚度： 6±0.3MN/m二系每空簧垂向刚度： 0.32MN/m二系每空簧横向刚度： 0.20MN/m二系每空簧纵向刚度： 0.20MN/m一系每垂向减振器阻尼： 15kN.s/m二系每空簧垂向阻尼（节流孔）： 80kN.s/m二系横向阻尼/每减振器： 25kN.s/m二系抗蛇行阻尼/每减振器： 250kN.s/m（卸荷速度0.04m/s时最大10kN）抗侧滚扭转刚度： 2.9kN.m/rad第二节转向架基本结构本型转向架采用无摇枕、无摇动台、无旁承的三无结构。
车体与转向架间通过牵引拉杆传递纵向力，并且安装了抗蛇行减振器；中央悬挂采用空气弹簧。
轴箱悬挂采用转臂式定位，并安装垂向单向减振器，基础制动采用盘形制动装置，每轴2个制动盘。
2.1构架组成（图二）构架为H型焊接结构，由两侧梁和两横梁组成，两横梁间有纵向架。
侧粱中间为下凹的鱼腹形，用4块钢板组焊采用箱形封闭断面，侧梁内有密封隔板，使侧梁内腔成为空气弹簧的附加空气室。
CW_200K型和CW_2型转向架动力学性能比较浅析
2 原因分析
2. 1 25T 型高级软卧车空调温度控制工作原理 车辆空调温度控制系统是针对 PID 型控制器参
空调感温系统由 1 个感温包负责向控制中心发出 信号, 空调机组内的压缩机则按照温控逻辑曲线进行 工作( 图 2) 。
能, 还需要做很多基础性的工作。
4 结束语
当前, 路局的重点工作是确保车辆运行的安全、可 靠、正点。提速客车采用的主型转向架中, 209H S 型、 CW ) 2( 1) 型尚存在一些问题。主机厂正在积极解决 这些问题, 以确保现车的运行安全, 同时研制开发或引 进新型转向架, 以提高运行速度。
CW ) 200K 型转向 架结构简 单、零 部件较少, 安 # 29 #
铁道车辆 第 44 卷第 10 期 2006 年 10 月
全隐患较少。该转向架批量用于 25K 快速车之前, 对 每个受力零部件都进行了强度校核, 对强度相对较弱 和工艺结构不合理处进行了改进, 并在正线进行了多 次动应力测试, 确保零部件安全可靠。 3. 3 运行平稳性
对于牵引拉杆装置, 在设计和制造时应使该装置 的横向刚度尽可能小, 以免正常运行时将转向架的振 动通过牵引拉杆传到车体上。牵引力的作用位置在车 轴中心线附近, 这样可以避免构架的点头振动传到车 体上, 也可以避免轴重的转移。
无摇枕转向架二系悬挂一般采用空气弹簧。因空 气弹簧是关键部件, 对其要求比对有摇枕转向架的空
两者功能比较见表种转向架中央悬挂装置对比功能要求cwcw200传递驱动力和制动力中心销牵引拉杆单牵引拉杆装置抗蛇行减振器空气弹簧实现曲线上的转向架的回转中心销空气弹簧设计思路cwt10转向架为基础进行了国产化改进设计属于有摇动台和旁承结构构复杂悬吊件较多cw200一种转向架采用了无摇枕和旁承的设计思路同时借鉴了国外无摇枕转向架的先进技轴箱定位装置与法国的y32转向架相同空气弹簧采用日本新干线e1系转向架用空气弹簧牵引装置借鉴了日本新干线300系的单牵引拉杆装置向架结构简单维修维护工作量小
25K型车改装CW-200K转向架方案研究
25K型车改装CW-200K转向架方案研究
王旭飞;卢蓉
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】2009(029)006
【摘要】针对25K型客车CW-2转向架改装CW-200K型转向架提出了具体改造方案,并通过系统分析、结构设计和强度计算验证该方案切实可行.
【总页数】4页(P67-70)
【作者】王旭飞;卢蓉
【作者单位】长春轨道客车装备有限责任公司,吉林,长春,130052;长春轨道客车装备有限责任公司,吉林,长春,130052
【正文语种】中文
【中图分类】U271.331
【相关文献】
1.装用CW-200型转向架的25K型客车加装架车提吊装置方案 [J], 康志涛;张弘
2.25K型客车改装CW-200型转向架的探讨 [J], 刘雅秋;娄彦君;李韬
3.25K型车旅客列车运行性能原因分析及改进方案 [J], 宋立起
4.货车用Y25Ls(s)1-K型转向架构架典型接头焊接工艺研究 [J], 杨金荣
5.铁水罐准轨车转向架超载研究及技改方案 [J], 张军;马叶红;张伟;马云;王飞;辛飞虎
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Ｃ ２ ０ 转 向架构 架 疲 劳 强 度及 模 态 分 析 研 究 Ｗ一０ Ｋ
吴 丹 ， 郭 富 强 ， 商跃 进 ， 王 红
（ 兰州交通大学 机电工程学院 ， 甘肃 兰州 ７ ０７ ） ３０ ０
摘
要： 根据 Ｃ ２ ０ Ｗ－０ Ｋ转 向架构 架的结构和承载特 点 ， 用 Ｓ ｌ ｗ ｒｓ 立构 架的实体模型 ， 运 ｏｉ ｏｋ 建 ｄ 并将 模型导入 ＡＮ—
疲 劳强 度 和模态 分 析 ， 以便 评 价 构 架 是 否 满 足 强 度
和动态特性 的设计要求 ， 并为构架结构优化提供相 关的参数依据．
１ ＣＷ一０ Ｋ型转 向架构 架 ２０
１ １ 构 架 结构 ．
Ｃ ２ ０ 转 向 架 构 架 是 Ｈ 形 钢 板 焊 接 结 构 ， 、 ０Ｋ
构架的强度和动态特性的研究却很少 ， 因此 ， Ｃ 对 Ｗ ２０ ０Ｋ转 向架构架进行强度和动态评估具有重要的 意义 ． 文 在基 于 ＪＳ ２７ ２ Ｏ 范 的基 础 上 ， 本 ＩＥ ４Ｏ— Ｏ４规
一
运用 Ｃ ／ ＡＥ技术 对 Ｃ ２ ０ 转 向架 构架 进 行 ＡＤ Ｃ Ｗ一０ Ｋ
由两根侧梁和两根横梁组成． 侧梁为 中间下 凹的鱼
腹形 ， ４块钢板 组 焊成 箱形 封 闭结构 ， 内部 由密 由 其 封板 隔 开 ， 侧梁 内腔变 成空 气 弹簧 的 附加 空气 室． 将
图 １ 构 架有 限 元 模 型
Ｈ ｇ １ Ｈｎ ｔ ｌ ｅ ｔｍｏ ｅ ｏ ｒ ｍｅ ． ｉｅｅｅ ｎ ｍ ｄ ｆｆａ
第 ３ 卷 第 ３期 Ｏ ２ １ 年 ６月 ０１
兰
州
交
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学
学
报
ＶＯ ． Ｏ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊ ｕｎ １ ｆ ａ ｚ ｏ ｉ ｔｎ ｉｅｓｔ ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｈ ｕｊａ ｏ ｇＵｎｖｒｉ Ｌ ｏ ｙ
Ｊ ｎ ０ １ ｕ ｅ２ １
文 章 编 号 ：０ １４ ７ （ ０ １ ０－０ １０ １ ０ －３ ３ ２ １） ３０ ５ －４
频 率为 ３．４ ｚ能够有效地避开激振频 率． 为优化 构架结构提供相 关的参数依 据． ３９４Ｈ ， 这
关键词 ： 架； 构 有限元 ； 疲劳强度 ； 态分析 模
中 图分 类 号 ： ７ ． ３ Ｕ２ Ｏ ３ １ 文献标 志码 ： Ａ
转向架构架是车辆 的主要 承载 和传 力部 件， 车 辆在运行过程中， 构架不仅要承受载荷作用 ， 还需要 传递车体与轮对间 的各种作用力 ， 其可靠性直接影 响车辆的运行安全 ， 而且其振动也会影 响车辆 的稳 定性和安全性． 以， 所 国内外对构架的强度分析和动 态评估很重视 ， 国内专家对各主型转 向架都做 了相
报
第 ３ Ｏ卷
２ 应力计算结果
运 用 大型通 用 有限元 分析 软 件 ＡＮ ＹＳ分析 出 Ｓ ９ 载荷 工况 下 的应 力 值 ， 按 照 ＪＳＥ ２ ７ ２０ 种 并 Ｉ ４０ － ０４ 规范将 ９种载荷 工 况 下 的应 力 组合 叠 加 ， 算 出驱 计
斜 对
动工况下 的平均应力 和应力 幅分别 为 ２６ １ＭＰ １． ａ 和 ８． ａ制动工况下的平均应力和应力幅分别 ０２ ＭＰ ，
１ ３ 评 价标 准 ．
横梁采用 日本进 口无缝钢管 ， 外径为 １ ５２ｍｍ， ６ ． 壁 厚 １ ． ｍ 在侧梁上焊有定位座、 向减震器座 、 ４ ３ｍ ． 横 பைடு நூலகம்高度 阀座和防过充装 置座等 ， 在横梁上焊有盘形制 动吊座 ， 抗侧滚扭杆座 、 牵引拉杆座．
１ ３ １ 载荷 条件 ．．
规范组合后施加在 构架上 ， 分析计算 出构架 的平均 应 力和应 力 幅 ， 表 １所示 ． 如
表 １ 应力计算结果
１ Ｓ ｒ ｓ Ｍｃ ｌ ｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｔ ｅｓ ｃ ｕ ａ ｉ ｅ ｕ ｔ ｏ ｓ ＭＰ ａ
１ ３ ２ 平 均应 力 ．．
应 的强 度 和动 态 分 析 ， 是 针 对 Ｃ －０Ｋ 转 向架 但 Ｗ ２０
１ ２ 有 限元 模型 ．
综合考虑整个构架的计算精度及结构的实际情 况， 选定整体构架作为离散模型 ， 对构架的离散模型 采用 １ Ｏ节点实体单元 Ｓ ｌ ２运用大型通用有限 ｏｉ ９ ， ｄ 元分析软件 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 对构架整体进行有限元离散和 计算 ， 在构架的轴箱弹簧安装座下 面加 １ 个 Ｃ ｍ ２ ｏ－ ｂ ｅ４ ｉ 弹簧单元 ， ｎ１ 弹簧单元的刚度系数和轴箱弹簧 的刚 度一 致． 最终 离 散 出 的节 点 数 为 ３９４ ９ 单 元 １ ５ ， 数为 １３２２ 离 散 的有 限元 模 型如 图 １ 示 Ｌ． ６ ９ ， 所 １ ］
依据 ＪＳＥ ２７ ２０ 规范计算出 ９ Ｉ ４ ０－ ０４ 种载荷工 况下构架受到 的各种载荷值 ， 其大小和方 向如图 ２
所示 ．
收稿 日期 ：０ １０ —３ ２ １ —１１
作者 简介： 丹 （ ９ ６）男 ， 吴 １ ８・ ， 甘肃平凉人 ， 硕士生．
５ ２
兰
州
交
通
大
学
学
为 ２３ ７ＭＰ 和 ８． ａ并 运用 ＡＮＳ ０． ａ ７８ＭＰ ， ＹＳ软 件 中
的工况组合项 ， ９ 将 种工况载荷按 ＪＳＥ ２７ ２０ Ｉ ４０ － ０ ４
图 ２ Ｃ ２０ 转 向 架构 架 Ｗ－０ Ｋ
Ｆ ｇ ２ Ｂ０ ｒ ｍｅｏ ｉ． ｅ ｆ ａ ｆＣＷ － ０ Ｋ ２０
Ｓ Ｓ中 Ｙ 进行 有 限元分析 ， 据分析结果 并参 照标准 Ｊ ４０－２０ 和焊接材料 的 Ｇ ｏ ｍ ｎ 依 Ｉ Ｅ ２７ ０４ Ｓ ｏｄ ａ 疲劳极限 图对 构架进
行疲 劳强度评 估． 此外， 还对构架进行模 态分析 ， 分析 构 架在 某一频域 内的振 动模 态 ， 而评价 构 架的动 态性 能是 从 否满足设 计要 求． 分析 结果表 明 ： 关键 点的等效应 力均 小于许 用值 ， 各 构架 满足疲 劳强度 的要 求； 架的 最低 自振 构