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）01-0142-3

1.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。

4.2转向架构架疲劳强度分析

依据转向架各关键部位的许用疲劳极限和运行360万公里对应的等效应力幅值，对转向架构架、和轴箱结构的疲劳强度做出以下评估：

（1）构架：母材区最大等效应力幅值发生在电机吊座外撑板圆弧部测点45，值为31.92mpa；焊缝区最大等效应力幅值发生在横侧梁连接部侧梁处测点24，值为29.52mpa，其次为定位座与侧梁下盖板连接部测点dt12，等效应力幅值为29.26mpa。上述各等效应力分别小于母材许用疲劳极限（160mpa）和焊缝许用疲劳极限（7ompa），构架的疲劳寿命满足360万公里的要求。

（2）轴箱：最大等效应力幅值发生在轴箱下盖板内侧圆弧，值

为15.76mpa，该应力小于b级钢许用疲劳极限（100mpa），轴箱的疲劳强度满足360万公里的要求。

5.结语

安全是轨道交通运营的永恒主题。地铁车辆的主要任务是载客，其运行的安全性和可靠性是现在以及未来很长一段时间内研究的

一个重要课题，对于地铁车辆转向架构架这个基础和关键部位，必须进行深入研究，不断建立和完善我国地铁车辆转向架构架的设计规范，对我国地铁轨道交通视野的发展起到重要的推动作用。