动车转向架构架疲劳强度分析

209系列转向架结构补强及结构疲劳评估研究的开题报告一、选题背景和意义209系列是中国铁路局大力推进的高速列车系列之一，具有运行速度快、能耗低、运营效率高等优势，被广泛应用于各地高铁线路。

然而，随着运营时间的延长，209系列轮对转向架的结构疲劳问题日益凸显，严重影响了列车的安全运行和使用寿命。

因此，对209系列转向架结构进行补强和疲劳评估研究，具有重要的现实意义和工程价值。

本研究旨在通过对转向架结构进行分析和计算，对209系列列车的转向架结构进行优化设计和疲劳评估，提高车辆的安全性能和使用寿命，为我国高速铁路运输事业的发展做出贡献。

二、研究内容和方法本研究主要分为两部分：209系列转向架结构补强设计和结构疲劳评估。

1. 转向架结构补强设计通过对209系列转向架原有结构的分析和比较，结合运行状态和负载条件的实际情况，选定合适的结构补强方案。

具体包括以下步骤：（1）建立转向架的有限元模型，并对模型进行验算，验证模型的准确性和可靠性；（2）分析转向架的结构强度和刚度，确定需要补强的部位和方式；（3）优化设计转向架结构，使其满足运行条件和负载要求。

2. 结构疲劳评估对转向架结构进行疲劳评估，评估其在长期运行中可能存在的结构疲劳问题，具体包括以下步骤：（1）采集列车运行数据，分析列车的运行状态和载荷情况；（2）通过有限元分析软件计算转向架结构的应力、应变和振动等参数；（3）应用疲劳分析理论和方法，对转向架结构的疲劳性能进行评估和分析，确定结构的疲劳寿命和安全系数；（4）优化转向架结构，以提高其疲劳寿命和安全性能。

三、预期成果和意义通过对209系列转向架结构的补强和疲劳评估，可以达到以下预期成果：1. 优化209系列列车的结构设计，提高其安全性能和使用寿命。

2. 实现对列车的动态监测和预测，在运营过程中发现和解决结构疲劳问题。

3. 推广应用研究成果，提高我国高速铁路车辆的安全性和运行效率。

本研究的成果对于完善我国高速铁路技术体系，提高运输效率和质量，具有重要的意义和引导作用。

浅谈动车组动车转向架的关键部件性能分析由于我国人口基数庞大, 经济也正处于上升发展期, 因此人们的生活水平与发达国家相比还有一定的差距。

而铁路客运的载客能力大、价格相对低廉,故而成为我国大陆地区最主要的旅客运输方式之一。

其中, 动车组转向架部件的性能在很大程度上决定了动车组运行的安稳性, 所以关于动车组转向架的性能分析尤为重要。

1 动车组及其转向架部件性能分析1 . 1 动车组的转向架部件发展分析20世纪50年代中期,我国针对火车的转向架开始进行设计。

其主要型号设计到了101、102以及103型等。

其大部分构架速度设计为1 00KM/H。

其主要运用于21型火车客车中。

但是,由于当时的技术条件落后,转向架也呈现出了结构复杂、运行能力较差和笨重的缺点。

2 0 世纪50年代末期,四方厂设计出了120KM/H 速度的202型号转向架。

这种转向架区别于之前的结构,采取铸钢H型的构架设计。

这种转向架同时也采用了闸瓦制动、两系螺旋弹簧悬挂、二系油压减震器以导柱式轴箱定位装置等。

随着我国高速列车理念的提出以及多次的火车提速,一大批高速客车转向架应运而生。

我国引入了动车组技术,开发除了C RH系列的动车组的非动力转向架和动力转向架等。

其中,CRH1A动车组采取了真空期弹簧转向架, 悬挂采用的是单组钢簧加单侧拉板定位,基础自动采用了直通式电空自动。

最为重要的是,CRH1型的中央悬挂采用了橡胶堆和空气弹簧。

随着时代的发展,CRH1、CRH2、CRH3等动车组的转向部架愈发先进, 为我国动车组的技术发展奠定了坚实的基础。

1 .2 C R H 2 动车组的简介及其转向架部件性能分析同样,CRH2动车组的高速转向架亦是四方股份公司进行研发和生产的。

总的来说,CRH2的高速转向架运用的是无摇枕式的转向架,呈现出H型的构架。

其中,二系采取了现阶段最具高度自动调节装置的空气弹簧悬挂系统。

而且, C RH 2的转向架部件中横梁承担了辅助风缸。

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。

高速动车组转向架构静强度与动载荷分析张峰摘要：在我国进入改革开放的21世纪以来，我国的经济发展十分迅速，高速动车组转向架构架是现代物流体系中最为重要的结构之一，其不仅可以作用于高速动车组各个车厢的连接位置，同时对于铁路车辆检修工作而言也有着重要意义，所以为了使得高速动车组转向架构架可以更好的应用在动车组运行工作中，就需要针对其各项参数展开全面的分析与研究。

在本篇文章中将会针对高速动车组转向架构架静强度与动荷载展开分析，希望可以为相关人员提供参考帮助。

关键词：高速动车组；转向架构架；静强度与动载荷引言铁路运输相比公路运输、航空运输、水上运输等具有运量大、成本低、污染小、连续性强等诸多优点，一般情况不受气候地形等外界因素影响。

从第一条铁路建成开始，随着铁路事业的不断发展创新，新技术新成果的不断开发和引进，铁路运输凭借它的诸多优势己经逐渐成为现代化交通运输体系中最为重要的运输手段之一。

为了在铁路运输领域创造更高的成绩，提高铁路运输能力和运输速度，世界各国争相发展铁路机车车辆制造业，这一行业也因此成为国民经济发展中重要的基础产业。

1高速动车组转向架结构一个构架和两个轮对组成的用以支撑整个车体的小车即为转向架。

转向架构架和轮对的质量、尺寸、转动惯量以及悬挂等参数能够直接影响列车运行的稳定性和乘客乘坐的舒适性。

随着铁路事业的发展，我国客车针对转向架强度和动力学性能方面的研究逐渐从落后走向先进，各种先进技术层出不穷，新型转向架的使用为使我们的旅行变得越来越舒适提供了有利条件。

转向架的主要作用有：能够支撑整个车体，承受并传递横向、垂向、纵向载荷及驱动力和制动力，均匀分配由车体产生的重量；能够提高车辆的载重和运行速度，满足运输需要；利用转向架的轴承装置将滚动转化平动，提高列车运行稳定性；可以同时适应直线线路和曲线线路的运行，保证列车运行安全。

转向架在传递牵引力和制动力的同时充分利用车轮和轨道之间的粘着力，放大由制动缸产生的制动力，有效提高列车的制动效果，保证行车安全。

基于ANSYS软件下的通勤车转向架构架疲劳强度计算分析
基于ANSYS软件下的通勤车转向架构架疲劳强度计算分析【摘要】本文运用ansys软件，参照uic615-4规范，对通勤动车组转向架构架进行了有限元疲劳强度计算分析。

结果表明：在模拟运用载荷作用下，动车转向架构架各节点的应力幅值均不超过材料和焊缝的goodman 疲劳极限图，满足疲劳强7度要求；构架上各主要安装吊挂座能够满足疲劳强度设计要求。

【关键词】通勤车转向架构架强度计算
1 引言
通勤车是用于城市中心商业区到城市郊区、城市群内城市之间快速、便捷的160km/h速度等级动车组，最大轴重为16t。

通勤车转向架构架为整体焊接结构，主要由两个侧梁和两个横梁组成。

构架侧梁为封闭的箱形结构，其下侧设置转臂安装座，上部设置空气弹簧座，在构架的外侧立板上设置抗侧滚扭杆座和二系垂向减振器座，在侧梁端部设置一系弹簧安装座。

构架的横梁采用无缝钢管结构，在其外侧斜对称设置电机和齿轮箱吊座，在其上部中央设置牵引座，在两个横梁之间设置横向止档座。

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[1]：近似法和精确力法[2]。

随着电子计算机的普及和计算方法的发展，电算法越来越受到重视。

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[3]。

本文就是运用有限元法对通勤车转向架构架的疲劳强度进行计。

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。

高速列车转向架定位节点疲劳强度研究的开题报告一、研究背景高速列车转向架是高速列车的重要组成部分，承担着转向、运动和支撑等多重重要职能。

在列车运行过程中，转向架承载的静、动载荷、油气压力等在其结构中不断交替传递，可能存在疲劳损伤的风险，严重影响列车的安全性能和运营寿命。

因此，研究高速列车转向架定位节点的疲劳强度，对于保证高速列车的安全运行和提高其运营寿命具有重要意义。

二、研究目的本研究旨在通过对高速列车转向架定位节点进行疲劳强度的研究，提高高速列车设计的可靠性和安全性，减少因转向架损伤而导致的事故风险，为高速列车的安全、快捷、舒适和可持续发展做出贡献。

三、研究内容和方法1. 研究内容本研究将以高速列车转向架定位节点为研究对象，重点研究其结构特点、疲劳破坏机理、疲劳寿命等关键问题，探究其疲劳损伤机理和特点。

2. 研究方法本研究将采用现代工程力学、结构分析和材料力学等相关理论和方法，进行高速列车转向架定位节点的分析和模拟，建立数学模型，预测节点的疲劳寿命。

同时，应用有限元分析软件对模型进行仿真分析，验证模型的准确性和可靠性。

四、预期成果和意义1. 预期成果本研究的预期成果包括高速列车转向架定位节点的疲劳寿命数据、疲劳损伤模型和疲劳断裂机理等相关成果，为高速列车的设计、制造和维护提供可靠的技术支撑。

2. 意义本研究的意义在于提高高速列车的安全性能和运营寿命，为提高我国高速铁路的安全运行水平和贡献力量，同时具有一定的学术价值和推广应用价值。

五、研究计划和进度1. 研究计划（1）文献调研和理论分析：1个月；（2）设计疲劳试验方案：2个月；（3）试验数据处理和分析：6个月；（4）建立疲劳寿命预测模型：6个月；（5）仿真分析和测试验证：2个月。

2. 进度安排第一年：文献调研和理论分析、设计试验方案；第二年：试验数据处理和分析、建立预测模型；第三年：仿真分析和测试验证。

六、研究难点和解决方案1. 研究难点（1）节点疲劳损伤机理的深入理解；（2）疲劳寿命预测模型的建立；（3）仿真分析的有效性和准确性。

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。

地铁转向架构架设计及疲劳强度分析摘要：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。

构架出现裂纹后，对项目执行的强度计算及试验进行了梳理：强度计算根据UIC 615-4《移动动力装置转向架和走行装置转向架构架结构强度试验》和JISE 4207《铁路车辆用转向架设计通则》规定的载荷和工况进行，对构架进行了结构静强度、疲劳性能和模态计算分析。

静强度结果依据第四强度理论进行评定，疲劳强度结果依据UIC 615-4 建议的Goodman疲劳极限图进行评定。