206KP型转向架定位臂抗疲劳设计与工艺研究

论文摘要

中国南车四方机车车辆股份有限公司从1985年开始与各有关高校和研究所联合研制设计准高速转向架,206KP型转向架在1994年底完成线路动力学试验后应用于提速列车,通过不断的优化和改进,该转向架成为提速客车的主型转向架之一。无摇动台客车转向架具有结构简单、安全可靠、检修维护方便的特点,已被国外铁路发达国家在高速列车上广泛采用。206KP型转向架应用以来总体情况良好,但在转向架构架定位臂的疲劳强度方面仍存在一些问题,需进行进一步分析研究。本文运用疲劳分析方法对206KP型转向架构架定位臂结构进行了以下研究:首先,应用大型有限元软件ANSYS对206KP型转向架构架定位臂进行有限元分析,结合实际应用情况,找到了结构疲劳部位。其次,根据定位臂结构特点,提出了改进方案并通过有限元程序进行了比较计算。再次,对定位臂补强时的焊接变形及采取的防变形措施进行了研究。最后,通过在线路对定位臂进行动应力测试,比较分析了改进前后定位臂的疲劳强度和寿命。通过对206KP型转向架构架定位臂的结构进行改进和疲劳分析,将使该型转向架能更好的满足运用要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状及206KP转向架特点
• 1.2.1 国内外无摇枕转向架的现状及发展
• 1.2.2 206KP型转向架的研制及特点
• 1.3 论文主要研究内容
• 第二章 206KP型转向架定位臂改进结构研究
• 2.1 有限元理论及ANSYS软件简介
• 2.1.1 有限元单元法的实现
• 2.1.2 应力计算结果的性质与处理
• 2.1.3 有限元软件ANSYS简介
• 2.2 定位臂补强方案研究
• 2.3 本章小结
• 第三章 206KP转向架定位臂补强工艺研究
• 3.1 焊接结晶裂纹及其形成机理
• 3.2 焊接造成的缺陷
• 3.2.1 热裂纹和冷裂纹
• 3.2.2 焊缝裂纹、热影响区裂纹和熔合线裂纹
• 3.2.3 未焊透
• 3.2.4 气孔
• 3.2.5 夹渣
• 3.3 定位臂补强工艺研究
• 3.3.1 焊接试验
• 3.3.2 定位臂补强焊接工艺和工装
• 3.3.3 焊接顺序及焊接规范
• 3.3.4 补强工艺效果检查
• 3.4 本章小结
• 第四章 结构动应力的采集与处理技术
• 4.1 载荷识别测点确定
• 4.2 应力信号的采集
• 4.3 实测信号去除零漂处理
• 4.4 信号数字滤波处理
• 4.5 本章小结
• 第五章 206KP转向架定位臂疲劳寿命分析
• 5.1 应力时间历程雨流计数法
• 5.2 疲劳特性S-N曲线
• 5.2.1 ZG230-450材料
• 5.2.2 补强筋接头疲劳性能
• 5.3 疲劳强度评估方法
• 5.4 定位臂疲劳寿命评估
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文的总结
• 6.2 论文的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果