原文传递
CRH3高速动车组电机吊架振动及疲劳寿命影响因素研究
| 论文题名： | CRH3高速动车组电机吊架振动及疲劳寿命影响因素研究 |
| 关键词： | 高速动车组;电机吊架;弹性振动;疲劳寿命 |
| 摘要： | 电机吊架是CRH3型高速动车组特有的重要部件，其疲劳强度和结构可靠性对列车运用安全具有十分重要的影响。但在实际运用过程中，由于诸多因素的影响，电机吊架的使用条件恶化，电机吊架上某些部位由于发生弹性振动致使其所承受的动态载荷增大，可靠性评估结果表明其使用寿命不满足设计年限要求。 本文结合有限元和刚-柔耦合多体动力学方法，将电机吊架和构架做弹性化处理后，考虑齿轮啮合振动特性建立了两种加速模型:考虑齿轮传动系统的动力学模型和应用控制模块加速的动力学模型。首先通过设置多种工况仿真得到电机吊架的动力学仿真结果和大应力位置节点的应力时间历程，然后对仿真结果进行时域和频域分析研究曲线半径、行车速度及电机吊架的悬挂参数对电机吊架振动及动应力的影响，进而研究它们对吊架疲劳损伤的影响。通过研究得到下述结论: (1)考虑齿轮啮合振动特性后，电机吊架的动载荷（加速度、动应力等）显著增大，其振动加剧。因此，在研究高速列车结构件振动问题或是在设计阶段通过计算动应力对结构进行疲劳可靠性评估时，除了将结构件考虑为弹性体外，还应当考虑齿轮传动系统的影响。 (2)随着曲线半径的减小、行车速度的提高，电机吊架的垂向振动增强，相比实际车辆吊架采用的悬挂参数，在满足车辆动力学性能的前提下，适当选择较小的悬挂参数有利于减小吊架垂向振动;各仿真工况下电机吊架的垂向振动除了受到幅值较大的频率成分的影响外，还存在小幅的高频局部共振。 (3)相同运行里程下，电机吊架上节点的等效应力幅值和损伤随着曲线半径的减小、行车速度的提高以及悬挂参数的增大而增大;在满足车辆系统安全运行动力学性能的前提下，弹性吊杆与电机吊架连接处的橡胶衬套的径向刚度采用较小的值有利于减小电机吊架上大应力位置应力水平及损伤;对比吊架悬挂参数25MN/m、车辆运行速度300km/h的计算结果可以看出，行车速度对电机吊架疲劳寿命的影响略大于曲线半径和悬挂参数。 本文通过研究电机吊架线路试验疲劳寿命可靠性评估结果，考虑构架和电机吊架弹性以及齿轮啮合振动特性，通过数值计算分析了曲线半径、行车速度、吊架悬挂参数对电机吊架的垂向振动及疲劳损伤的影响，为深入研究车辆结构件疲劳寿命影响因素和安全可靠性设计提供指导意见。 |
| 作者： | 张丽 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 任尊松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
