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CRH380B型动车组非动力转向架构架有限元分析作者：李云鹏王斌来源：《甘肃科技纵横》2020年第11期摘要：隨着我国经济的快速发展，客货运输量一直在攀升，为满足需求，列车速度也一直在提升。
2007年4月铁路第六次大提速，开始投入使用自有品牌CRH系列高速列车，标志着我国铁路正式进入高速铁路时代，并探索了中国高速铁路的技术。
经过十多年发展，我国动车组技术已经达到世界领先水平，动车组技术涉及学科相当广泛，而转向架又是动车组技术的关键，所以高速动车组转向架构架是目前动车组技术研究的重要方向。
本论述主要以我国已在线运行的CRH380B型动车组非动力转向架构架为研究对象，对其转向架构架完成三维实体建模，根据国际铁路联盟UIC515—4和UIC510—5对其进行有限元分析，对所得数据进行分析，结构进行优化。
关键词：转向架构架;静强度;有限元中图分类号：U270.33 文献标志码：A1研究背景随着我国经济的快速发展，为满足客运、货物运输需求，从1997年开始至2007年，我国铁路经历了六次大提速。
2007年4月我国铁路第六次提速后，开始投入使用自有品牌CRH系列高速列车，标志着我国铁路正式进入高速铁路时代，并探索了中国高速铁路的技术。
2004年1月国务院常务会议讨论通过《中长期铁路网规划》，“十二五”期间大力推动了我国的铁路建设，现已基本投入使用。
其“四纵四横”客用专线和三个城际客用系统也奠定了我国高速铁路的发展，推动我国正式进入高铁时代，并为我国成为铁路强国打下基础。
CRH系列动车组是衔接我国普通铁路领域的快速列车，前期是由我国企业和多家国外企业通过技术合作生产的，后期CRH380系列和中国标准动车组等，均是由我国通过吸收、消化国外先进技术和自主创新新技术，由中国中车集团自主生产。
2015年6月在俄国第二大城市圣彼得堡，我国中铁二院工程集团顺利签订俄罗斯首条高铁规划设计合同，并正式签署了合同，成为我国高铁开拓国际市场的第一单。
火车转向架CRH2参数火车转向架是火车车辆的重要部件之一，它起到承载车体、实现车辆转向以及保证行车平稳的作用。
而CRH2型号则是中国铁路总公司自主研发的高速铁路列车车型，广泛应用于中国的高速铁路网中。
下面将详细介绍CRH2型号火车转向架的参数。
1.转向架类型：CRH2型高速列车采用的是钳形转向架，也称为单轴转向架。
钳形转向架由车轮、轴箱、车轴、弹簧悬挂、主销、副销等组成。
2.主轮参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有主轮。
主轮的边径为850 mm，轮缘高度为35 mm，轮缘厚度为40 mm，轮边宽度为55 mm。
3.主销参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有主销。
主销是连接车轴与车架之间的零件，通过主销的连接，车轴可以在车架内旋转。
主销的长度约为85 mm，直径约为32 mm，由高强度合金钢制造。
4.轴箱参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有轴箱。
轴箱是安装在转向架上，并固定车轴的重要部件，它起到支撑车轴、保护车轴以及减振降噪的作用。
轴箱由钢板焊接而成，底部设有弹性悬挂装置。
轴箱的总长约为2400 mm，宽度约为800 mm，高度约为550 mm。
5.弹簧悬挂参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有弹簧悬挂。
弹簧悬挂是支撑轮对重量、减缓车体振动的关键部件。
CRH2型车辆的弹簧悬挂采用了硬质悬挂装置，弹簧硬度和刚度较高。
冲击吸收器用于减震，通过外形调节弹簧的硬度以满足列车运行时的需求。
6.副销参数：CRH2型车辆的钳形转向架上设有副销。
副销是连接转向架和车体之间的部件，它可使转向架相对于车体可在一定范围内摆动。
副销的长度约为60 mm，直径约为20 mm，由高强度合金钢制造。
7.制动装置：CRH2型车辆的钳形转向架上设有制动装置。
制动装置主要分为气制动和电制动两种方式，以实现对车辆的制动控制。
气制动系统包括制动鞋、气缸、管路等。
电制动系统由电阻、电机、牵引及制动控制系统等组成。
总结：CRH2型号火车转向架是钳形转向架，包括主轮、主销、轴箱、弹簧悬挂和副销等关键部件。
AM96型转向架简介国产25T型客车中的AM96型转向架是由加拿大“庞巴迪”公司在法国的ANF （法）子公司提供的，装用于BSP 25T客车，其中，青藏车构架由南车浦镇制造。
AM96型转向架采用U形构架无摇枕结构。
目前我国25T型客车所用的AM96型转向架撤出车轴上的中间制动盘，完全适应200km/h运行要求。
1.主要技术参数AM96转向架，可以安装磁轨制动机，但用于中国铁路客车均没有安装。
主要参数如下：最高速度 200km/h轨距 1435mm转向架固定轴距 2560mm轴重不大于16.5t轮径（新/到限） 915/835mm侧梁中心线横向距离 2000mm轴箱弹簧中心横向跨距 2000mm空气弹簧中心线向跨距 2000mm轴承型号进口SKF双列圆锥字密封型减振器一系垂向、垂向压缩及拉伸阻力（N） 1120±168二系垂向、垂向压缩及拉伸阻力（N） 1100±165二系横向、横向压缩及拉伸阻力（N） 245×（1±15%）抗蛇形运动、压缩机拉伸阻力（N） 1310×（1±20%）制动型式皮碗活塞式单元制动2.结构特点AM96转向架由构架、轮对轴箱装置、中央悬挂装置、盘形制动单元装置等组成。
（1）构架AM96型转向架采用U型焊接构架，由侧梁、横梁组成；侧梁为矩形断面，左右两侧侧梁与圆形断面钢管焊接为一体，形成H形框架结构，两侧侧梁外侧斜对称装有抗蛇形运动减振器座，两侧侧梁内测有抗侧滚扭杆座，构架下部对称地焊接轴箱定位转臂弹性节点座。
构架两侧纵横轴线相交处为二系空气弹簧安装，中部每根横梁对称地焊接三套盘形制动单元吊座，两根横梁之间通过螺栓安装有中部构架，在此构架上装有中心销，横向止挡和纵向止挡。
（2）轮对轴承装置AM96型转向架采用的轴承为双列圆锥自密封式轴承，型号为SKF432795-104。
轴承为冷压装配，安装时不需要加注润滑脂。
润滑脂型号SHELL ALVANIA 2760B。
AM96型转向架简介国产25T型客车中的AM96型转向架是由加拿大“庞巴迪”公司在法国的ANF （法）子公司提供的，装用于BSP 25T客车，其中，青藏车构架由南车浦镇制造。
AM96型转向架采用U形构架无摇枕结构。
目前我国25T型客车所用的AM96型转向架撤出车轴上的中间制动盘，完全适应200km/h运行要求。
1.主要技术参数AM96转向架，可以安装磁轨制动机，但用于中国铁路客车均没有安装。
主要参数如下：最高速度 200km/h轨距 1435mm转向架固定轴距 2560mm轴重不大于16.5t轮径（新/到限） 915/835mm侧梁中心线横向距离 2000mm轴箱弹簧中心横向跨距 2000mm空气弹簧中心线向跨距 2000mm轴承型号进口SKF双列圆锥字密封型减振器一系垂向、垂向压缩及拉伸阻力（N） 1120±168二系垂向、垂向压缩及拉伸阻力（N） 1100±165二系横向、横向压缩及拉伸阻力（N） 245×（1±15%）抗蛇形运动、压缩机拉伸阻力（N） 1310×（1±20%）制动型式皮碗活塞式单元制动2.结构特点AM96转向架由构架、轮对轴箱装置、中央悬挂装置、盘形制动单元装置等组成。
（1）构架AM96型转向架采用U型焊接构架，由侧梁、横梁组成；侧梁为矩形断面，左右两侧侧梁与圆形断面钢管焊接为一体，形成H形框架结构，两侧侧梁外侧斜对称装有抗蛇形运动减振器座，两侧侧梁内测有抗侧滚扭杆座，构架下部对称地焊接轴箱定位转臂弹性节点座。
构架两侧纵横轴线相交处为二系空气弹簧安装，中部每根横梁对称地焊接三套盘形制动单元吊座，两根横梁之间通过螺栓安装有中部构架，在此构架上装有中心销，横向止挡和纵向止挡。
（2）轮对轴承装置AM96型转向架采用的轴承为双列圆锥自密封式轴承，型号为SKF432795-104。
轴承为冷压装配，安装时不需要加注润滑脂。
润滑脂型号SHELL ALVANIA 2760B。
摘要随着我国高速铁路的发展,高速列车的安全稳定运行成为人们关注的热点。
转向架是连接车体和轨道的唯一通道,转向架关键部件的性能蜕变和故障状态直接导致车体和转向架振动形式改变,同时也严重威胁到列车的运行安全。
列车车体和转向架的振动信号中蕴含了丰富的信息,有效地运用这些信息进行转向架关键部件的故障诊断、部件性能蜕化估计和故障预警,对保障列车安全稳定运行具有重要的理论意义和工程应用价值。
然而,列车的振动信号是典型的复杂度高、耦合性和不确定性强的非线性信号,传统的单一特征提取方法难以达到有效识别故障的目的,亟需探寻新的特征提取和特征融合方法,以更有效地实现转向架故障诊断与性态估计。
鉴于此,论文在系统分析信息测度理论主要指标物理意义的基础上,提出了信息测度理论中信息熵和复杂性测度算法与时频分析方法相结合的特征提取和分析框架,针对高速列车转向架故障信号特征提取、关键部件性能蜕化估计、多特征融合与降维等问题,开展了以下研究工作：1)论文研究了5种小波信息熵在表征机械振动信号方面的含义和小波信息熵测度在高速列车转向架故障识别中的适用性,并将其应用于高速列车转向架故障振动信号的特征提取。
将多种小波信息熵构成高维特征向量用于转向架关键部件的故障状态识别。
2)将信息测度与聚合经验模态分解方法相结合,研究了一系列经验模态信息熵和经验模态复杂度,提出了基于经验模态信息测度的高速列车转向架故障特征提取方法。
该方法首先对高速列车转向架故障仿真信号进行聚合经验模态分解,对分解后的各个固有模态函数进行筛选,最后分别提取信息测度指标作为故障信号的特征。
通过对转向架故障类型的正确识别,验证了经验模态分解下的信息测度在高速列车故障信号特征提取中的可行性与有效性。
3)为了解决列车实际运行时出现的部件服役性态逐渐蜕变过程中的状态估计问题,论文提出了一种基于关联信息测度的特征提取方法。
分析了部件性能蜕变的各个阶段振动信号与正常状态下振动信号之间的关联关系,对该关联关系进行量化分析,以表征部件参数的蜕变程度,据此提出了利用互相关样本熵和相对聚合经验模态能量熵来描述转向架的性能蜕化的特征。
目录第1章 209型客车转向架总体概述............................ - 1 -1.1209T型转向架. (1)1.2209T型转向架结构特点 (2)1.3209T型转向架的优缺点 (13)第2章 209P型转向架..................................... - 16 -2.1209P型转向架主要技术参数 (16)2.2结构特点 (17)第3章 209HS型客车转向架................................ - 27 -3.1209HS型客车转向架结构原理.. (28)3.2空气系统 (34)3.3209HS型客车转向架主要技术参数 (36)结束语............................................... - 38 -参考文献................................................. - 39 -第1章 209型客车转向架总体概述转向架是车辆的重要部件,车辆采用转向架是为了增加车辆的载重、长度、容积、提高列车运行速度。
由于车辆的用途不同，运行条件、制造和检修能力的差异，转向架种类、结构各异。
但其共同点组成部分是相同的。
转向架一般有构架装置、摇枕弹簧悬挂装置、轮对轴箱装置、基础制动装置等部分组成。
主要转向架的承载方式可分为心盘承载、心盘部分承载和非心盘承载三种。
1.1 209T型转向架209T型转向架最大的特点是采用了纵向牵引拉杆装置，用以代替传统纵向摇枕档。
209T型转向架具有良好的横向振动性能，采用这种转向架的车辆，横向平稳性指标一般在2.25左右。
但由于一系和二系弹簧（即轴箱弹簧和摇枕弹簧）采用的都是圆柱螺旋弹簧，受到空重车车钩高度允许变化范围的限制，弹簧的静挠度不可能设计得很大（也就是弹簧不可能设计得很软）。
对于载重量比较大的车辆，例如允许超员较多的硬座车及装载较多的行李车等，弹簧只能设计得软硬这就使车辆的垂直平稳性指标比横向大，一般在2.5以上。
文章编号:1002-7602(2010)04-0016-03CL242型客车转向架刘满华(南车南京浦镇车辆有限公司转向架设计部,江苏南京210031)摘 要:介绍了引进的CL242型转向架的结构特点、设计参数、制造工艺和试验结果。
关键词:客车转向架;结构;技术参数;试验结果中图分类号:U270.331 文献标识码:BCL242型转向架是南车南京浦镇车辆有限公司于2007年年底从法国阿尔斯通公司引进的200km/h 高速客车转向架,其最大轴重可达17t,在欧洲市场有着良好的运营业绩。
该转向架从原材料采购到制造工艺完全按照阿尔斯通公司采用的规范和标准执行。
为适应我国线路条件,其车轮踏面形状采用LM A型,此外还对悬挂参数进行了优化。
目前已在8辆200km/h轨道检查车上装用了CL242型转向架,在28辆160km/h京八线旅游车和10辆国际联运车上装用了CL242 K型转向架。
1 结构特点CL242型转向架采用H型构架、转臂式定位、大柔度空气弹簧、Z形双牵引拉杆、单元式盘形加踏面制动。
其特点是:(1)采用大断面箱形焊接构架,并采用等强度结构设计,在满足17t轴重的同时力求轻量化;(2)采用复合型的大柔度空气弹簧,满足高速所需的较小垂向刚度和横向刚度要求;(3)制动装置采用大容量盘形制动加踏面清扫装置,能有效减少轮对擦伤,提高黏着。
2 主要技术参数(表1)表1 CL242型转向架主要技术参数运营速度/(km h-1)200轴重/t17固定轴距/mm2600轮径/m m920/850轮对内侧距/mm1353轴颈横向跨距/mm2000轴承型号SKF1639435/01轴承规格/mm150 250 160收稿日期:2009-11-11作者简介:刘满华(1976-),男,工程师。
空气弹簧承载面高/mm959减振方式一系垂向减振器,二系横向、垂向、抗蛇行减振器和空气弹簧牵引方式Z形双牵引拉杆横向自由间隙/mm20 2制动方式单元式盘形制动+踏面制动制动盘直径/mm610制动缸直径/in盘形缸8踏面缸63 主要结构CL242型转向架结构见图1。
