30噸軸重貨車測力搖枕及測力承載鞍的研究.pdf

1、鐵路重載運輸因其運能大、效率高、成本低等顯著特點已成為鐵路貨運發(fā)展的重要方向。為滿足國內貨運需求，30t軸重C96型運煤專用敞車已研制成功。2014年我國首列30噸軸重萬噸重載列車在朔黃鐵路成功試行。
　　搖枕、承載鞍等作為貨車轉向架的主要承載部件，在運用過程中承受著拉、壓、沖擊、彎曲等交變載荷的作用，疲勞失效問題頻繁發(fā)生。目前我國貨車轉向架進行疲勞試驗的主要依據為TB1959《鐵道貨車搖枕、側架靜載荷及疲勞試驗》，該標準參考AA

2、R(Association of American Railroads)相關標準制定，并不能完全反映國內實際線路狀況。因此，30噸軸重貨車測力搖枕及測力承載鞍的設計研究對我國重載貨車轉向架載荷譜的測試、編制，進而對轉向架各構件疲勞壽命評估及疲勞設計都有重要意義。
　　本文設計了30噸軸重貨車測力搖枕及測力承載鞍的基本結構，研究了貨車轉向架結構基于準靜態(tài)變形模式的載荷識別方法，建立了轉向架各構件的載荷耦合模型。同時基于大秦線25噸載

3、荷譜，考慮軸重的增加因素對測力搖枕及測力承載鞍進行了疲勞強度校核。主要研究內容及相關結論如下:
　　(1)對30噸軸重貨車搖枕結構進行疲勞強度校核，確定結構改進方案?；谥苯虞d荷測試法，考慮傳感器的幾何尺寸對搖枕進行設計更改，將其變?yōu)闇y力搖枕。同時對承載鞍為對象進行有限元分析，局部修改將其變?yōu)闇y力傳感器。通過局部結構的修改，增強了搖枕的結構強度，并完成了測力搖枕及測力承載鞍的研制。
　　(2)對測力搖枕及測力承載鞍進行有限元

4、分析，根據AAR疲勞試驗評定標準對結構強度進行校核。結果表明測力搖枕及測力承載鞍結構強度均滿足疲勞考核標準。確定測力搖枕及測力承載鞍各疲勞薄弱部位，計算相應載荷-應力傳遞系數，為名義應力法的使用奠定基礎。
　　(3)采用準靜態(tài)載荷測試方法，確定測力搖枕及測力承載鞍上各低耦合載荷識別點，設計組橋方案，建立相應的載荷耦合模型。計算各載荷-應力傳遞系數矩陣的條件數，分析載荷反求的誤差。結果表明測力搖枕及測力承載鞍載荷應力傳遞系數矩陣皆為

5、非病態(tài)矩陣，即利用其進行載荷反求時誤差較小。
　　(4)對測力承載鞍進行試驗臺標定，根據實驗結果擬合標定系數，與仿真標定結果進行對比，得到兩種標定結果相差不超過10％。因此利用有限元仿真進行標定的方法在一定的誤差范圍內是可行的。
　　(5)根據大秦線25噸軸重載荷譜，考慮軸重的增加因素，采用名義應力法并基于Miner線性累積損傷理論，對不同疲勞降低系數下測力搖枕及測力承載鞍的壽命進行評估。結果表明該測力搖枕及測力承載鞍疲勞壽