高速客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷特性及結(jié)構(gòu)振動研究.pdf

1、隨著機車車輛運行速度提高，作用于機車車輛與軌道結(jié)構(gòu)之間的動態(tài)作用力增大，使得車輛各部件之間振動加劇。這些載荷作用在轉(zhuǎn)向架上，嚴重影響著轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)強度和使用壽命，機車車輛關(guān)鍵部件的疲勞損傷問題日益突出。 本文旨在探索以數(shù)值計算的方法，建立高速客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架關(guān)鍵部位使用壽命與載荷譜(作用力)之間的關(guān)系。 車輛系統(tǒng)動力學多以多剛體為研究對象，而隨著動力系統(tǒng)高速度、高精度、高穩(wěn)定性要求的不斷提高，構(gòu)架彈性變形及結(jié)構(gòu)振動就不可忽

2、略。因此，考慮構(gòu)架彈性，研究轉(zhuǎn)向架構(gòu)架所受動載荷及其相應的動應力狀態(tài)，對于構(gòu)架結(jié)構(gòu)設計及確保高速列車行車安全十分重要。 通過數(shù)值計算，獲得車輛運行中構(gòu)架所受動態(tài)載荷及對應的動應力。為使計算載荷具有代表性，計算了多種不同影響因素下的車輛運行工況，分析這些因素對構(gòu)架動態(tài)應力的影響特性。根據(jù)動應力和動態(tài)載荷值，獲得了具有普遍意義的構(gòu)架應力譜和載荷譜。由構(gòu)架應力譜推算出其關(guān)鍵部位的使用壽命，按照等壽命原則，推導出構(gòu)架使用壽命與其所受載荷

3、的對應關(guān)系，從而為構(gòu)架疲勞試驗載荷加載提供依據(jù)。 本文的研究方法是通過有限元軟件ANSYS和多體動力學軟件SIMPACK的有效結(jié)合，完成了剛體-柔體的耦合，獲得了隨機激擾下轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的動態(tài)特性及受載狀態(tài)；根據(jù)對車輛多種影響因素條件下運行工況的計算，分析了不同典型因素對構(gòu)架動應力的影響；將各種計算工況合理擴展，形成了具有普遍意義的構(gòu)架應力譜和載荷譜，建立了載荷與構(gòu)架使用壽命之間的關(guān)系，確定出典型的線路計算工況。 通過綜合有