【碩士】新型地鐵轉向架構架結構分析與測試【2008】

內容簡介

　　學科專業(yè)：機械工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：上海交通大學　　學位年度： 2008年　　轉向架是城市軌道車輛走行部分，對列車運行安全具有重要影響，而構架是轉向架最主要的部件,承受和傳遞各種作用力及載荷。上海地鐵一、二號線列車轉向架構架經過3—5 年時間運營后，相繼在電機吊座、齒輪箱吊桿座、牽引拉桿座發(fā)生裂紋，后雖經局部結構補強，現(xiàn)仍在上述部位發(fā)現(xiàn)裂紋，除此之外，橫向止擋座及橫梁等部位也出現(xiàn)了裂紋，給列車安全運行帶來嚴重隱患。為找出構架頻繁發(fā)生裂紋的原因，有必要通過對列車轉向架進行加速度測試和構架動應力測試，掌握列車在線路上實際運行的載荷工況，并有針對性的設計滿足列車實際使用要求的轉向架構架?！　⊥ㄟ^對現(xiàn)今國內外軌道交通車輛轉向架構架結構類型、設計理念、強度評價、試驗標準等內容進行調研，針對現(xiàn)有構架出現(xiàn)裂紋的部位，在線路上進行構架實際載荷的測試，對測試數(shù)據采用雨流法統(tǒng)計，掌握構架的實際運用狀況，為新設計的轉向架構架參數(shù)確定提供依據。為提高新設計構架的強度，新構架在原Duewag 構架結構的基礎上進行了大面積的改進，在確保原有零部件安裝接口均不變的前提下，采用了抗扭能力大的圓管作為橫梁，同時對電機吊座、齒輪箱吊座、牽引拉桿座及橫向止擋座進行了改進。　　本文首先對新設計的轉向架構架的各主要結構采用簡支梁進行簡化計算，在確定每一部位上不同截面的面積及斷面慣性矩后，通過第四強度理論公式計算各斷面內的應力并進行評定。隨后建立了新設計構架的有限元分析模型，對構架的靜強度和疲勞強度進行分析。依據UIC615-4規(guī)范、古德曼（Goodman）曲線和屈服極限σs分別進行了運用靜載荷、疲勞載荷及超常靜載荷工況強度計算及評定。計算結果表明,新設計構架滿足UIC615-4 規(guī)范對構架強度的要求, 構架各部位滿足疲勞強度要求?！　∽詈笠訳IC615-4 標準為基礎并考慮上海地鐵車輛轉向架實際運行工況經驗擬定試驗程序，施加在線試驗所測得的載荷進行關鍵部位的強度試驗，通過磁粉和超聲波探傷檢查后沒有發(fā)現(xiàn)裂紋產生。　　研究及試驗結果顯示：新型轉向架構架的強度試驗結果與有限元分析結論吻合，滿足上海地鐵現(xiàn)有的運營條件和要求?！　?

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