高速动车组转向架焊接构架疲劳评估
发布时间：2021-10-12 20:51
随着我国高速铁路的快速发展,列车运行速度也在不断提升,从而对于车辆的安全可靠性有了更高的要求。动车组在高速条件下运行时,转向架各关键部件收受到轨道沿着不同方向的激励激扰,使得轨道车辆各部分振动特性以及服役环境发生了变化。焊接构架是转向架承载车体、连接各部件的关键部位,它的安全可靠性对于整车系统起着关键作用。为此,选择CRH380B型动车组动力转向架焊接构架为本文研究对象,对焊接构架的静强度、疲劳强度、动态特性以及载荷时间历程四个方面进行了相关研究。参考UIC 615-4与EN 13749标准,采用有限元法进行了超常载荷工况以及模拟运营工况计算分析,超常载荷工况下最大应力为329MPa,位于定位座立板圆弧弯角根部,未超过材料屈服极限,模拟运营工况下的最大应力为229MPa,位于定位座立板与侧梁下盖板连接处,未超过材料的许用应力,构架满足静强度要求。根据模拟运营工况计算结果,选取Goodman疲劳极限图对焊接构架关键部位进行了单轴疲劳强度评估,评估点均位于包络线内,单轴疲劳强度满足要求。对焊缝区域选用最大主应力法将多轴应力状态转化成为单轴应力状态,结合Goodman极限图进行疲劳强度评定,...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１ＣＲＨ３８０Ｂ动车转向架构架??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?ＣＲＨ３８０Ｂ?ｂｏｇｉｅ?ｆｒａｍｅ?ｆｏｒ?ｍｏｔｏｒ?ｃａｒ??
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?２．?４超常载荷工况分析??在构架有限元模型上进行载荷工况组合，图２．３列出了其中六种工况下的应力云图，??各个工况下局部（最大）的Ｖｏｎ?Ｍｉｓｅｓ应力分布如表２．４所不。由应力云图可以得知，??在超常主要载荷组合工况下构架上最大应力发生于工况１２，最大Ｖｏｎ?Ｍｉｓｅｓ应力值为??３２９?ＭＰａ，位于定位座立板圆弧弯角根部。??ｘｓｘｌ?ａｎｖｓｚｉｏＫ?ＡＮＳＹＳ?ｖｏｓｔｃ．?ｘｒｊｃｉｚｔｘ?ＡＮＳＹＳ??３ＴＳｆ－ｌ?Ｒ１５．０?ＳＴＥＰ－４?Ｒ１５．０??５ＵＳ?？！?ＡＰＢ?１４?２０＾ｅ?ＳＯＢ?－１?１４?２０Ｕ??１３：＾９：５９?Ｉ１ＫＺ－Ａ?Ｘ３ｓ２４ｔＳ５??ＳＶ３Ｖ?＜ＸＶＳ）?ＳＳ５Ｖ?？＊Ｖ３ｉ??ＳＫＩ?－．２１１１－０?Ｓｔｉｔ：?－．１＞９Ｅ－Ｃ！??３？ｉ?－２６２．１４Ｓ?Ｓ？?－Ｓｌｉ．ＳＳｅ?丨??－ｉ＇ｉｉｉ－Ｏ＇?；￡．；９９Ｊ?Ｕ６．ｃ?ｉ９９?．Ｉ９？ｔ－０Ｓ?ｉ＜ｌ．Ｓ￡＇?；ｉａ．３Ｓ?２２３．１３ｉ????ｔ￣．＜４９Ｃ?ｌ＊Ｓ．Ｓ＊？?２Ｃｌ．Ｃ－＊ｉ?Ｓ＜２．Ｓ？？??３Ｓ．ｍ，?ｌｉｔ．ｌＨ?Ｈ６．ｉＳ９??；：５．５；＜??工况１?工况４??ｉＫ＆ＯＪ．?＆－Ｘ９ＴＺ２Ｒ?ＡＭＳＹＳ?Ｓｔ－ＲＫｔ．?ｆｆＣＸ－ＵＴｔＯＵ?ＡＮＳＹＳ??撕
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于结构应力法的焊缝疲劳评估及可视化研究[J]. 周韶泽,宗振龙,聂春戈,李向伟,兆文忠. 大连交通大学学报. 2018(06)
[2]基于子模型法的大型固定管板换热器有限元分析[J]. 刘斌,刘宪平,董俊华,高炳军. 机械强度. 2018(06)
[3]高速列车轮轴载荷谱编制及疲劳强度分析[J]. 金新灿,张晓斌,周康. 北京交通大学学报. 2018(04)
[4]基于实测载荷谱和仿真载荷谱的底盘疲劳分析及对比[J]. 荣兵,肖攀,周建文. 振动与冲击. 2018(12)
[5]子模型技术在车辆车体结构有限元分析中的应用[J]. 倪强,徐文,马梦林. 铁道技术监督. 2016(12)
[6]车下设备承载结构疲劳试验载荷谱编制方法[J]. 李凡松,邬平波,曾京. 机械工程学报. 2016(24)
[7]基于子模型技术的复杂轨道车辆车体结构优化分析[J]. 余明阳,米彩盈. 机车电传动. 2016(03)
[8]某型弹性高速车辆系统振动传递特性研究[J]. 王珊珊,任尊松,孙守光,杨光. 振动工程学报. 2016(01)
[9]基于ABAQUS/FE-SAFE的机翼结构多轴疲劳分析[J]. 孙淼,许瑛,李隆. 失效分析与预防. 2016(01)
[10]网格不敏感结构应力的焊接疲劳数据分布[J]. 杨鑫华,孙屹博,邹丽. 焊接学报. 2015(02)
博士论文
[1]高速列车横向运动稳定性和动态脱轨理论分析及评价方法研究[D]. 孙丽霞.中国铁道科学研究院 2014
[2]撞击荷载作用下车桥系统的动力响应及高速列车运行安全研究[D]. 夏超逸.北京交通大学 2012
[3]铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D]. 卢耀辉.西南交通大学 2011
[4]高速列车结构热点应力疲劳评定方法及应用研究[D]. 王斌杰.北京交通大学 2008
[5]高速动力车承载结构疲劳强度工程方法研究[D]. 米彩盈.西南交通大学 2006
[6]结构随机载荷识别的理论和实验研究[D]. 郭杏林.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]中国标准动车组轮轴载荷谱与应力谱的试验研究[D]. 张晓斌.北京交通大学 2018
[2]时速400公里动车组转向架构架载荷谱的研究[D]. 张志鹏.北京交通大学 2018
[3]高速动车组动力轮对强度研究[D]. 黄堃.兰州交通大学 2017
[4]动车组关键结构件损伤一致性载荷谱及试验方法研究[D]. 王洋.北京交通大学 2016
[5]209P转向架焊接构架疲劳寿命研究[D]. 张昭.北京交通大学 2015
[6]基于主S-N曲线法的缺口件疲劳仿真分析[D]. 刘潮涛.大连交通大学 2014
[7]基于主S-N曲线法的焊缝疲劳寿命评估体系的实现及应用[D]. 马斌.大连交通大学 2014
[8]动力转向架焊接构架疲劳评定方法研究[D]. 黄鹏.西南交通大学 2014
[9]基于等效结构应力法的起重机箱形主梁疲劳寿命分析[D]. 吕海勇.郑州大学 2014
[10]螺栓球网架结构设置10T悬挂吊车时其吊点疲劳载荷谱的理论编制[D]. 李宇.太原理工大学 2014
本文编号：3433276
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１ＣＲＨ３８０Ｂ动车转向架构架??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?ＣＲＨ３８０Ｂ?ｂｏｇｉｅ?ｆｒａｍｅ?ｆｏｒ?ｍｏｔｏｒ?ｃａｒ??
拉杆座和横向止挡座等。??Ｔ??图２．１ＣＲＨ３８０Ｂ动车转向架构架??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?ＣＲＨ３８０Ｂ?ｂｏｇｉｅ?ｆｒａｍｅ?ｆｏｒ?ｍｏｔｏｒ?ｃａｒ??１－侧梁；２－横梁；３－纵向连接梁；４－空气弹簧安装座；５－转臂定位座；６－电机吊座；７－齿轮箱吊座；??８－垂向减振器座；９－抗蛇行减振器座；１０－横向减振器座??２．?２构架有限元模型建立??将建立好的转向架焊接构架三维模型转化为．ｓｔｐ格式，导入前处理软件Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ??中，进行焊接构架的网格精细划分、载荷及边界条件设置，采用ＡＮＳＹＳ求解器进行有??限元载荷工况计算。??由于转向架结构复杂，为了提高计算效率，根据焊接构架结构特点及受载情况，对??不影响求解结果的一些孔以及圆角结构进行了简化，构架母材选取８节点实体Ｓｏｌｉｄ?１８５??－５－??
?２．?４超常载荷工况分析??在构架有限元模型上进行载荷工况组合，图２．３列出了其中六种工况下的应力云图，??各个工况下局部（最大）的Ｖｏｎ?Ｍｉｓｅｓ应力分布如表２．４所不。由应力云图可以得知，??在超常主要载荷组合工况下构架上最大应力发生于工况１２，最大Ｖｏｎ?Ｍｉｓｅｓ应力值为??３２９?ＭＰａ，位于定位座立板圆弧弯角根部。??ｘｓｘｌ?ａｎｖｓｚｉｏＫ?ＡＮＳＹＳ?ｖｏｓｔｃ．?ｘｒｊｃｉｚｔｘ?ＡＮＳＹＳ??３ＴＳｆ－ｌ?Ｒ１５．０?ＳＴＥＰ－４?Ｒ１５．０??５ＵＳ?？！?ＡＰＢ?１４?２０＾ｅ?ＳＯＢ?－１?１４?２０Ｕ??１３：＾９：５９?Ｉ１ＫＺ－Ａ?Ｘ３ｓ２４ｔＳ５??ＳＶ３Ｖ?＜ＸＶＳ）?ＳＳ５Ｖ?？＊Ｖ３ｉ??ＳＫＩ?－．２１１１－０?Ｓｔｉｔ：?－．１＞９Ｅ－Ｃ！??３？ｉ?－２６２．１４Ｓ?Ｓ？?－Ｓｌｉ．ＳＳｅ?丨??－ｉ＇ｉｉｉ－Ｏ＇?；￡．；９９Ｊ?Ｕ６．ｃ?ｉ９９?．Ｉ９？ｔ－０Ｓ?ｉ＜ｌ．Ｓ￡＇?；ｉａ．３Ｓ?２２３．１３ｉ????ｔ￣．＜４９Ｃ?ｌ＊Ｓ．Ｓ＊？?２Ｃｌ．Ｃ－＊ｉ?Ｓ＜２．Ｓ？？??３Ｓ．ｍ，?ｌｉｔ．ｌＨ?Ｈ６．ｉＳ９??；：５．５；＜??工况１?工况４??ｉＫ＆ＯＪ．?＆－Ｘ９ＴＺ２Ｒ?ＡＭＳＹＳ?Ｓｔ－ＲＫｔ．?ｆｆＣＸ－ＵＴｔＯＵ?ＡＮＳＹＳ??撕
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于结构应力法的焊缝疲劳评估及可视化研究[J]. 周韶泽,宗振龙,聂春戈,李向伟,兆文忠. 大连交通大学学报. 2018(06)
[2]基于子模型法的大型固定管板换热器有限元分析[J]. 刘斌,刘宪平,董俊华,高炳军. 机械强度. 2018(06)
[3]高速列车轮轴载荷谱编制及疲劳强度分析[J]. 金新灿,张晓斌,周康. 北京交通大学学报. 2018(04)
[4]基于实测载荷谱和仿真载荷谱的底盘疲劳分析及对比[J]. 荣兵,肖攀,周建文. 振动与冲击. 2018(12)
[5]子模型技术在车辆车体结构有限元分析中的应用[J]. 倪强,徐文,马梦林. 铁道技术监督. 2016(12)
[6]车下设备承载结构疲劳试验载荷谱编制方法[J]. 李凡松,邬平波,曾京. 机械工程学报. 2016(24)
[7]基于子模型技术的复杂轨道车辆车体结构优化分析[J]. 余明阳,米彩盈. 机车电传动. 2016(03)
[8]某型弹性高速车辆系统振动传递特性研究[J]. 王珊珊,任尊松,孙守光,杨光. 振动工程学报. 2016(01)
[9]基于ABAQUS/FE-SAFE的机翼结构多轴疲劳分析[J]. 孙淼,许瑛,李隆. 失效分析与预防. 2016(01)
[10]网格不敏感结构应力的焊接疲劳数据分布[J]. 杨鑫华,孙屹博,邹丽. 焊接学报. 2015(02)
博士论文
[1]高速列车横向运动稳定性和动态脱轨理论分析及评价方法研究[D]. 孙丽霞.中国铁道科学研究院 2014
[2]撞击荷载作用下车桥系统的动力响应及高速列车运行安全研究[D]. 夏超逸.北京交通大学 2012
[3]铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D]. 卢耀辉.西南交通大学 2011
[4]高速列车结构热点应力疲劳评定方法及应用研究[D]. 王斌杰.北京交通大学 2008
[5]高速动力车承载结构疲劳强度工程方法研究[D]. 米彩盈.西南交通大学 2006
[6]结构随机载荷识别的理论和实验研究[D]. 郭杏林.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]中国标准动车组轮轴载荷谱与应力谱的试验研究[D]. 张晓斌.北京交通大学 2018
[2]时速400公里动车组转向架构架载荷谱的研究[D]. 张志鹏.北京交通大学 2018
[3]高速动车组动力轮对强度研究[D]. 黄堃.兰州交通大学 2017
[4]动车组关键结构件损伤一致性载荷谱及试验方法研究[D]. 王洋.北京交通大学 2016
[5]209P转向架焊接构架疲劳寿命研究[D]. 张昭.北京交通大学 2015
[6]基于主S-N曲线法的缺口件疲劳仿真分析[D]. 刘潮涛.大连交通大学 2014
[7]基于主S-N曲线法的焊缝疲劳寿命评估体系的实现及应用[D]. 马斌.大连交通大学 2014
[8]动力转向架焊接构架疲劳评定方法研究[D]. 黄鹏.西南交通大学 2014
[9]基于等效结构应力法的起重机箱形主梁疲劳寿命分析[D]. 吕海勇.郑州大学 2014
[10]螺栓球网架结构设置10T悬挂吊车时其吊点疲劳载荷谱的理论编制[D]. 李宇.太原理工大学 2014
本文编号：3433276
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