CRH2动车组拖车构架强度分析

论文摘要

从2007年4月18日起,中国铁路实行第六次大面积提速,开行时速达200至250公里的CRH2动车组。由于动车组运行速度较高,致使轮轨动力作用增加,转向架承受载荷增大,因而转向架构架关键部位的疲劳强度问题更加突出。CRH2动车组转向架拖车构架的制造技术条件和设计标准均参照了日本工业标准JIS E 4207《铁路车辆-转向架-转向架构架设计通则》,该标准是否适用于在我国线路上运行的CRH2动车组的拖车转向架构架强度设计,需要通过仿真计算和试验研究来评价。本论文参照JIS E 4207标准,应用大型有限元分析软件ANSYS,对CRH2动车组拖车构架进行有限元计算,计算结果表明,CRH2动车组拖车构架主结构及其各支吊座的等效应力均小于相应的焊缝和铸钢母材的疲劳许用应力,说明动车组拖车构架可以满足安全运行900万公里的要求。在我国新建线路胶济客运专线和既有线路遂渝、京沪、浙赣、京广和京哈线上,对动车组试运行时拖车构架各关键部位的动应力进行测试,并对实测数据进行处理,得到构架各关键部位的等效应力,通过与各测点部位所对应的疲劳许用应力进行比较,得出各测点的疲劳强度均能满足动车组在我国线路上安全运行900万公里的要求。通过将实测等效应力与仿真计算结果进行比较和分析,得出JIS E 4207《铁路车辆-转向架-转向架构架设计通则》适用于在我国线路上运行的CRH2动车组的拖车转向架构架强度设计。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 我国动车组的发展现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 2 疲劳强度和有限元概述
• 2.1 疲劳强度概述
• 2.1.1 疲劳破坏的特征
• 2.1.2 平均应力的影响
• 2.1.3 焊接结构的疲劳强度
• 2.2 有限元仿真
• 2.2.1 有限元法简介
• 2.2.2 ANSYS在有限元中的应用
• 3 构架结构和有限元模型
• 3.1 构架结构
• 3.1.1 侧梁组成
• 3.1.2 横梁组成
• 3.1.3 纵向连接梁
• 3.1.4 空气弹簧支承梁
• 3.2 构架有限元模型
• 3.2.1 几何模型
• 3.2.2 有限元模型
• 3.2.3 边界条件
• 3.3 小结
• 4 构架有限元计算
• 4.1 日本工业标准JIS E 4207
• 4.1.1 载荷
• 4.1.2 应力合成
• 4.1.3 疲劳极限图
• 4.1.4 疲劳评价
• 4.2 仿真计算与疲劳评价
• 4.2.1 各工况单独作用结果
• 4.2.2 应力合成结果
• 4.2.3 计算结果评价
• 4.3 小结
• 5 动应力测试及疲劳强度评估
• 5.1 动应力测试
• 5.1.1 测试线路
• 5.1.2 测试设备
• 5.1.3 测点位置
• 5.2 数据处理
• 5.2.1 信号处理过程
• 5.2.2 数据处理结果
• 5.3 疲劳强度评估
• 5.3.1 应力谱编制
• 5.3.2 等效应力幅
• 5.3.3 各测点等效应力
• 5.3.4 实测与仿真比较
• 5.4 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集