论文部分内容阅读
随着我国高速铁路的快速发展，以及客运专线不断建成通车，国产CRH3、CRH5型动车组已投入运营。转向架是铁道车辆组成的关键部件之一，其设计合理与否直接影响着车辆运行安全性、平稳性和可靠性。在焊接转向架设计阶段指导设计人员开展抗疲劳设计已经刻不容缓。本文在对国内外关于客车转向架部件性能分析研究现状的基础上，对转向架所承受的载荷进行了总结，在目前转向架构架静强度评价标准中重点介绍了国际铁路联盟标准（UIC515-4、UIC615-4），并在结构疲劳评价标准中分别对JIS标准和ASME标准的理论基础及计算原理进行分析，从理论上对两种理论方法进行了对比，总结了ASME标准中主S-N曲线法特有的优势。本文以某高速动车组动车转向架焊接构架为研究对象，首先根据静强度试验规范，对该转向架进行了静强度计算，其中特殊运营载荷工况52种，主要运营载荷工况17种，超常载荷工况10种，该转向架构架在各工况下的最大Von.Mises应力均小于材料的许用应力，即转向架构架的静强度满足设计要求，将计算结果与试验结果进行对比，其总体上保持一致，证明了模型及计算结果的准确性；其次为了检验自主研发的基于主S-N曲线法的焊接结构疲劳寿命预测系统是否有效，对某车体关键部件的进行了疲劳寿命预测，通过对数值仿真分析结果与疲劳试验结果的对比可知，计算结果与试验结果相近，误差率为5%，验证了该预测系统的实用性及有效性；最后，应用该系统平台对转向架构架的关键焊缝进行应力集中分析及疲劳寿命预测，并针对损伤较大的位置，通过拓扑优化的方法对该位置进行结构优化，优化后该位置焊缝的应力集中水平及总损伤均有显著的降低，达到了对转向架构架优化的目的。本课题得到国际科技合作项目《最高运营速度380Km/h高速动车组研制》(课题号：2010DFB80050)的资助。