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副构架式径向转向架连接杆载荷谱研究
| 论文题名： | 副构架式径向转向架连接杆载荷谱研究 |
| 关键词： | 副构架式径向转向架;动力学;连接杆;载荷谱;铁路货运 |
| 摘要： | 社会经济的发展对铁路货运的速度和运量都提出了越来越高的要求。在这种形势下，铁路货运向快速和重载方向发展。随着运量和轴重的增加，轮轨磨耗也随之加剧。因此，减小轮轨间的磨耗，改善货物列车曲线通过性能是亟待解决的课题。重载铁路货车采用径向转向架是降低轮轨磨耗的有效技术措施。鉴于此，我国在引进南非成熟的Scheffel转向架技术基础上，成功研制了转K7型副构架式自导向径向转向架，并在大秦线得到了小批量运用。 随着列车的提速和车辆轴重的增加，车辆结构部件的受载情况变得更加恶劣，导致车辆结构部件的某些部位产生较大的动态变形。在随机应力的长期作用下，承载结构从应变或应力较高的局部开始形成损伤并逐渐积累，当损伤达到一定程度，就会导致疲劳破坏，严重危及行车安全。副构架作为转K7型转向架的核心组件，其疲劳可靠性问题应受到高度关注。其中，除轴箱载荷外，副构架还将承受来自连接杆传递的前后轮对间水平相互作用，连接杆载荷谱是副构架结构疲劳设计及强度分析的重要输入数据。编制载荷谱是进行疲劳试验，疲劳寿命估计，疲劳强度评定的先决条件。 本文利用多体动力学软件SIMPACK建立了配备转K7型转向架的C80BF型敞车的动力学模型。对车辆模型进行了动力学性能分析，根据车辆系统动力学标准GB/T5599-1985，验证各项动力学性能指标符合标准。以动力学模型为基础，根据大秦铁路的线路特点，采用数值仿真的方法，编制了转K7型转向架连接杆的载荷谱，分析了曲线半径、欠超高和车辆轴重对连接杆的载荷均值和载荷幅值的影响。 计算结果表明:对于全程往返的连接杆载荷谱，其载荷均值最大值约为18kN，等于重车单程下连接杆的载荷均值的最大值;最大载荷幅值约为45kN，与重车单程下连接杆的最大载荷幅值相同。连接杆载荷循环次数在零均值附近且幅值范围在3kN到6kN内最多，随着载荷均值和幅值的增大，循环数大幅减少。在分析各参数对连接杆载荷均值和载荷幅值的影响中发现，连接杆载荷的均值和幅值随曲线半径的增大而减小，在小半径区域范围内，重车的连接杆载荷均值随着曲线半径的增大迅速减小;连接杆载荷的均值和幅值随曲线欠超高的增高而增大，相比空车，重车连接杆的载荷均值和幅值增幅较大;连接杆载荷均值随轴重的增加而缓慢增大，连接杆载荷幅值随轴重增加而增大。 |
| 作者： | 孟江南 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李芾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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