chr2转向架分析
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- 随着对铁路运输速度要求的提高，铁路运输由传统的机车牵引集中配置进入到动力分散配置的动车时代。转向架构架是列车的重要组成部分，列车速度的提高使转向架构架的工作条件更加恶劣，高速运营条件下列车的振动频率增高；另外，为适应动车组轻量化的设计要求，构架的质量不断减小，导致固有频率也随之减小，引起构架的弹性振动，从而造成构架疲劳。持续的交变应力给构架各零部件造成的疲劳损伤严重威胁着动车组的行驶安全。本课题的目标是利用计算机仿真技术，在设计阶段完成对转向架构架疲劳强度的校核，从而避免加工定型后的转向架构架不满足疲劳设计要求。
本文首先介绍了当前国内外对于焊接构架疲劳问题的研究现状，并对CRH2转向架构架的设计情况进行了简单介绍，在分析了其动车转向架构架的构成以及各部位零部件的作用后，利用SolidWorks三维实体建模软件，参照设计过程中提供的数据及相关图纸建立了CRH2动车转向架构架的几何模型。
列车的提速扩大了行驶线路的振动频率范围，为避免设计出的转向架构架的固有频率与外部激振频率相接近而发生共振现象，分析CRH2动车转向架构架的固有频率以及振动位移情况，并计算高速运转时列车轮对的转动频率，以检验设计出的转向架构架的固有频率是否满足设计要求。
根据厂方提供的CRH2型动车组动车转向架构架设计载荷，对转向架构架在垂直静载荷下的受力情况进行计算，并将计算出的构架最大应力值与其许用应力相比较，校核构架的受力情况是否满足静强度的设计要求。
接着，分别对18种动载荷工况下的转向架构架受力情况进行了模拟，得到18种载荷分别作用时构架的应力分布情况，找到各工况下构架的最大受力部位，为接下来的疲劳强度评价奠定基础。
根据模态分析以及18种工况下的应力分析结果，结合实际运营状况，选择构架上的关键危险点来对转向架构架的疲劳强度进行评价。根据构架母材以及焊接部位的材料属性绘制古德曼疲劳极限图，计算关键危险点的平均应力和应力幅，找到各个关键危险点在疲劳极限图中的位置，评价关键危险点的疲劳强度。最后，在此基础上提出一种评价转向架构架整体疲劳强度的方法，并利用Matlab语言进行简单编程以实现该方法。
关键词：焊接转向架构架；疲劳强度；动载荷；古德曼疲劳曲线；有限元分析方法
论文类型：应用研究
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