某构架式转向架的疲劳强度分析与评估

某型地铁车辆转向架构架疲劳强度优化某型地铁车辆转向架构疲劳强度优化地铁作为城市重要的公共交通工具，具有快速、安全、环保等诸多优点，在城市交通中发挥着重要作用。

而地铁车辆的转向系统对于乘客的乘坐舒适性和行车安全至关重要。

然而，长时间行驶和大负荷工况下，地铁车辆转向架构可能面临疲劳断裂的风险。

因此，对地铁车辆转向架构的疲劳强度进行优化具有重要意义。

某型地铁车辆转向架构通常由转向器、横梁和连接杆等部件组成。

这些部件经常承受着受力和振动，从而导致疲劳损伤。

为了优化疲劳强度，需要从结构设计、材料选择和工艺优化三个方面进行改进。

首先，从结构设计的角度来看，合理的结构设计可以减小转向架构的应力集中现象，并提高其抗疲劳性能。

一种常见的优化方法是采用有限元分析，通过模拟和计算分析不同载荷和工况下的应力分布情况，找出极限应力点，并加强或者优化这些部分的结构。

此外，采用增加连接点数量、改变连接点位置的方式，也可以有效减小应力集中。

其次，材料选择也是优化地铁车辆转向架构疲劳强度的重要因素。

通常情况下，需要选择具有高强度和韧性的材料来使转向架构具备更好的疲劳寿命。

目前常用的材料包括铁基合金、高强度钢和铝合金等。

通过材料试验和工程实践，可以选择最适合地铁车辆转向架构的材料，以确保其寿命和安全性能。

最后，工艺优化也是提高地铁车辆转向架构疲劳强度的重要手段。

合理的工艺控制可以消除缺陷和应力集中点，提高转向架构的无缺陷率。

对于铸铁转向器的制造，可以通过改进液态金属充模工艺，控制金属的凝固过程，减少凝固缩孔和夹杂物的发生。

此外，优化焊接工艺、热处理过程和表面处理方法，也可以提高地铁车辆转向架构的疲劳寿命。

综上所述，某型地铁车辆转向架构疲劳强度的优化是确保地铁运行安全的关键要素之一。

通过结构设计的改进、材料选择的优化和工艺的改进，可以提高地铁车辆转向架构的疲劳强度，延长其使用寿命，确保地铁运行的安全性和可靠性。

同时，在实际的工程应用过程中，还需要考虑成本、制造难度和可行性等因素，综合各方面因素进行综合权衡，寻求最佳的解决方案综合考虑地铁车辆转向架构的结构设计、材料选择和工艺优化等方面，可以有效提高其疲劳强度并延长使用寿命，从而确保地铁运行的安全性和可靠性。

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。

《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。

铁路客车转向架的疲劳分析摘要：随着铁路客车速度的不断提高，转向架轮对定位采用转臂定位方式的也越来越多，这是因为转臂式转向架不需要特殊工装，只要保证各部件的加工精度就可以保证组装尺寸的精度要求，操作工时少。

转臂式定位是一种无磨耗、少维修、寿命长的轮对轴箱定位方式，且转臂式定位能实现纵向、横向、垂向定位刚度的解耦，可以在比较宽松的范围内对各向所需刚度进行灵活的选择。

然而，构架作为转向架的主要承载部件，由于定位转臂座的存在，在设计及生产过程中，定位转臂座与转向架构架侧梁的连接需要引起足够重视，以免出现强度不足的问题。

本文以某铁路客车转向架构架为例，结合有限元仿真技术对其定位转臂座强度不足问题进行结构优化，并提出相应建议。

关键词：铁路客车；转向架；疲劳分析引言高速化的铁路客车正好适应如今人们对交通工具的高要求，高速铁路也已然成为各国铁路现代化的重要标志。

然而，任何高速的交通工具都有它安全可靠性的问题存在，随着现如今铁路客车速度的提高和载货量的持续增长，导致铁路的动态性能下降，轮轨之间的磨损程度问题在日益凸显。

轮轨之间的相互作用可能会引发脱轨，一旦脱轨，后果便不堪设想了。

在以往的铁路客车中，车转向架构架焊接接头暴露出许多疲劳可靠性的问题，如客车在运行过程中出现焊缝断裂、测量立板撕裂等问题，严重危机人们的行车安全。

因此，研究铁路客车转向架构架焊接接头的疲劳可靠性，对保证列车安全是十分重要的。

1.铁路客车转向架的疲劳分析的意义我国铁路经历了5次提速后，人们的出行条件得到了很大改善。

随着铁路客车速度的不断提高，客车转向架零部件损坏的数量也有所增加，疲劳断裂对铁路客车运用的危害日益受到重视。

疲劳强度自19世纪60年代在欧洲提出以来，随着现代工业的发展，现在世界上发达国家都极为重视承载构件的疲劳研究，并开展了疲劳评定、疲劳寿命评估和疲劳强度设计、断裂力学等研究工作。

我国铁路近几年也加大了对车辆结构疲劳强度的研究，铁道部提出“先进、成熟、经济、适用、可靠”的十字方针来实现铁路的跨越式发展。

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。

Y25型转向架构架结构强度和疲劳分析Y25型转向架构架结构强度和疲劳分析概述：随着铁路交通运输的发展，高速列车对转向架的要求越来越高。

本文将对Y25型转向架的结构强度和疲劳进行分析，以期为高速列车转向架的设计和改进提供指导。

一、转向架结构强度分析1. 架构设计Y25型转向架的架构设计围绕着提高结构强度展开。

采用了截面尺寸大、材料性能好的钢材，通过合理的梁柱布置确定主轴和副轴的力学特性。

通过对结构的受力分析和计算，确保转向架在列车运行过程中能够承受各种力的作用。

2. 受力分析转向架在使用过程中，受到了多方面的力作用，包括垂向荷载、弯矩和剪力等。

对于垂向荷载，主要是来自列车荷载的传递和集中荷载的作用。

对于弯矩和剪力，来自于曲线行驶时车轮的侧向力以及交流电动机产生的冲击力。

通过受力分析，确定了转向架在各种条件下的最大受力情况。

3. 结构强度计算根据受力分析的结果，进行结构强度计算。

采用有限元方法，将转向架的结构分为若干个小单元，在每个小单元中进行应力和应变的计算。

通过应力云图的分析，了解到转向架中的应力分布情况，并确定了各个关键部位的强度和刚度。

二、转向架疲劳分析1. 疲劳寿命预测疲劳是导致转向架失效的主要原因之一，因此对于转向架的疲劳寿命进行分析非常重要。

通过疲劳试验和数值模拟相结合的方法，预测转向架在长时间使用过程中的疲劳寿命。

根据材料的疲劳性能和实际应力情况，建立疲劳寿命模型，预测转向架在预定使用条件下的寿命。

2. 疲劳裂纹扩展在转向架的使用过程中，可能会出现疲劳裂纹，如果不及时处理，裂纹将进一步扩展，导致转向架的失效。

通过对转向架材料的断裂韧性和裂纹扩展速率进行研究，可以预测裂纹扩展的情况。

根据研究结果，采取相应的措施，延长转向架的使用寿命。

3. 疲劳寿命评估根据疲劳寿命预测和裂纹扩展情况，对转向架的疲劳寿命进行评估。

通过评估结果，确定转向架的使用寿命和更换周期，为转向架维修保养提供依据。

结论：Y25型转向架的结构强度和疲劳分析对于高速列车的安全运行非常重要。

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。

转向架构架焊接结构的疲劳强度评价摘要:转向架焊接架是重要零件的基本载体，包括牵引电动机、齿轮箱、横向止挡和抗蛇行减振器承受着非常复杂的疲劳载荷。

尤其是对于转向架框架，负载条件更苛刻，焊接框架的疲劳强度能否达到设计和操作要求，直接影响安全性、稳定性、舒适性和经济性。

本文主要分析转向架构架焊接结构的疲劳强度评价。

关键词：焊接构架；损伤容限；疲劳累积损伤引言通过应变试验分析和仿真静力分析，发现在转向架构架纵梁焊接接头的断裂处存在恶劣的应力集中，以致产生了过大的应力，是转向架构架该处断裂的根本原因。

1、研究背景近年来，我国某某服务环境日益复杂极端化，目前正在设计生产的转向架对安全可靠性提出了更高的要求。

其中，某某结构的抗疲劳问题成为重点研究课题。

这是因为疲劳裂纹的产生和扩大具有很大的不确定性和隐蔽性，疲劳破坏时会发生瞬间的突发性，所以避免某某结构的疲劳破坏，提高运行安全性尤为重要。

材料在交变载荷下会产生微观和宏观的塑料变形，这种塑料变形降低了材料的承载力，产生了裂纹，随着裂纹的增大，最终会导致断裂，这种过程称为疲劳。

疲劳破坏一般由三个阶段组成。

①应力集中发生初始疲劳裂纹，即裂纹发生。

②裂纹稳定扩展；③不稳定和破坏。

当然，这三个阶段之间没有严格的界限，这导致疲劳强度校正困难。

疲劳过程受多种相关因素的影响，在同一个测试集或同一个问题的其他测试之间存在分散问题。

疲劳破坏的一个重要特征是，从表面和应力集中开始，对于焊接结构，疲劳通常发生在连接中。

焊接制造过程不仅会破坏母材的统一组织和特性，还会改变焊接区域或整个结构的应力状态和传力路径，从而导致材料内部和表面的各种缺陷，从而使焊接接头成为整体结构的弱点，是影响框架结构大型零件疲劳强度和寿命的重要因素。

对于熔接框架疲劳寿命评估，目前流行的分析方法包括标称应力方法、结构应力方法和槽口应力方法。

但是，既有强度设计思想的基本假设是将材料视为理想的均匀连续体，没有考虑到瑕疵车体的应力强度影响，因此很明显，设计过于保守。