基于振动场的转向架悬挂件强度设计-论文.pdf

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1、Q碾市轫鏖交强霁lll_—：_：-一20l5年基于振动场的转向架悬挂件强度设计吴凯桦詹庆涛(同济大学铁道与城市轨道交通研究院，201804，上海∥第一作者，硕士研究生)摘要以振动场下转向架悬挂件强度设计为研究对象，分计方法，阐述转向架悬挂件强度设计新方法，本文以析了静强度方法的不足。基于转向架端部悬挂件真实受力简支梁为例，对其处于振动场中的情况进行受力情况，提出了一种更符合实际的动强度设计方法，并以转向分析。架端部悬挂支座为实例，具体阐述转向架悬挂件强度设计新设有一自重为M、跨度为L的简支梁(见图方法。实例分析表明，采用动强度方法所得

2、应力超出静强度1)，1／2梁处悬挂一质量为m的重物。该模型处于方法67．6％，更符合悬挂件的真实应力情况。加速度为a的振动场中。静强度方法忽略梁的自关键词地铁车辆；转向架悬挂件；强度设计重，将载荷简化为F=m(a+g)的集中力作用在中图分类号U27()．331．7DOI：10．16037／i_1007—869x．2015．07．0351／2梁处(见图2)。但当该结构位于振动场中时，梁自身具有内部惯性力。该惯性力可简化为曰=Ma／StrengthDesignforBogieSuspensionPartsBaseontheVibra—L的

3、均布载荷(见图3)。静强度方法所得应力与真tionField实应力结果如表1所示。WUKaihua．ZhanQingtao三．AbstractAimingatthestrengthdesignforbogiesuspen·sionpartsbasedonthevibrationfield，shortcomingsofthestaticstrengthmethodareanalyzed．Accordingtotherealstressstatusofbogiesuspensionparts，amorerealisticstrengthd

4、esignmethodisproposed．WithexampleofATC图1简支梁模型(automatictraincontro1)supportsuspendingattheendofbogie，thenewstrengthdesignmethodisconcretelyex—pounded．Theresultanalysisindicatesthatthestressob—tainedbydynamicmethodis67．6percenthigherthanthestaticstressobtainedbythetradit

5、ionalmethod。whichiSmoreconformtothereality．图2静强度方法一原理图Keywordsmetrotrain；bogiesuspensionparts；strengthdesignAuthorSaddressInstituteofRailwayandUrbanMassTransit，TongjiUniversity，20l804，Shanghai，China列车运行过程中，转向架悬挂件受到结构自身图3梁自重所具惯性力简化模型的静态重力和转向架较大的动态冲击载荷的共同作传统的静强度法将结构受到的荷载转

6、化为静载用，当悬挂件受到载荷作用而产生裂纹甚至导致结荷，以静载荷作用下悬挂件的应力为设计指标。这构断裂失效时，将产生灾难性的后果。因此，研究转种基于静力学的设计方法在荷载不大、结构所处振向架悬挂件的强度设计方法，对于悬挂件使用持久动场的加速度不大的情况下基本合理。随着列车运性和行车安全性具有重大意义。行速度不断提高，振动场加速度不断增大，无法忽略1基于振动场受力分析结构件本身具有的惯性力，采用传统的强度设计方为了更好地从原理上分析传统的悬挂件强度设法会导致设计结构满足强度要求和疲劳要求的错误·15(1·0壤市轫霉交蘧_鹑_；____2

7、邮5每方法忽视了结构处于动态作用力下产生的应力效果，向架悬挂件结构应力远小于结构的真实应力，由此给产品的投入使用埋下了巨大的安全隐患。会导致设计结构满足强度要求和疲劳要求的错误结果，造成该结构投入使用一段时间后出现开裂等强度不足现象，降低了其可靠性。动强度方法考虑了结构处于振动场中所受的惯性力，更符合应力分布的真实情况。基于此方法的悬挂件结构设计将更加可靠，且能在一定程度上保障转向架悬挂件的使用持久性和安全性，具有极大的推广意义。参考文献[1]张弛．深圳地铁1号线ATC支座裂纹原因分析及改造方案JR]．株洲：南车株洲电力机车有限公司，

8、2009．E2]梁波．高速铁路振动荷载的模拟研究[J]．铁道学报，20()6，28(4)：90．L33何景武．飞机结构的动强度问题研究与分析[J]．飞机设计，2009，29(2)：28．图7静强度法的结构应力响应[4]张