高速动车组吊耳装置结构参数优化分析

论文摘要

目前对高速列车转向架零部件异常振动问题的处理大多侧重于成因分析,从产生异常振动的源头上提出控制措施,不能从根本上解决异常振动的问题。在零部件结构可调整的情况下,参数优化对解决异常振动问题更加有效。现场试验发现,我国某型高速动车组在运营过程中出现吊耳装置异常振动且个别出现明显断裂裂纹的现象,针对此问题,采用有限元法,对其结构进行参数优化。对吊耳装置开展运行状态下的振动、应力特性和静态力锤模态特性测试,掌握了吊耳装置的加速度和应力响应频谱特性,分析异常振动的成因,确定目标变量。然后建立吊耳装置有限元分析模型,分析吊耳装置的振动特性、应力特性和疲劳寿命,研究吊耳装置的厚度和倒圆角半径对其振动特性、应力水平和疲劳寿命的影响。结果表明,吊耳装置厚度增加3 cm、6 cm、9 cm,振动显著频段加速度有效值分别降低4.6 dB、6.1 dB和8.9 dB,断裂处应力分别降低11.8%、19.0%和23.9%,疲劳寿命分别提高1.9倍、3.3倍和4.3倍;倒圆角半径增大3 mm、6 cm和9 cm,显著频段加速度有效值分别降低6.8 dB、10.9 dB和15.7 dB,1阶弯曲模态对应频率逐渐远离轴箱激励的显著区域,断裂处横向应力分别降低25.7%、38.6%和52.9%,疲劳寿命分别提高1.8倍、3.6倍和5.1倍。吊耳装置优化后的结构参数为:厚度20 cm,倒圆角半径9 cm,中间幅板宽度30 cm,螺孔半径8.5 cm。相关研究可为吊耳装置的设计提供参数范围,对降低运营过程中吊耳装置的异常振动、降低应力以减少断裂发生和提高疲劳寿命提供参考。

论文目录

• 1 吊耳装置动态响应测试与分析
•   1.1 振动响应特性
•   1.2 应力响应特性
•   1.3 吊耳装置断裂原因分析
• 2 数值仿真与参数优化
•   2.1 动态响应仿真
•   2.2 参数灵敏度分析
•   2.3 厚度优化
•   2.4 过渡圆角优化
• 3 结语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 覃才,高阳,韩健,肖新标

关键词: 振动与波,高速动车组,吊耳装置,振动特性,应力分布,结构参数,疲劳寿命

来源: 噪声与振动控制 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 铁路运输

单位: 西南交通大学牵引动力国家重点实验室,大连交通大学交通运输工程学院,中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研发中心,西南交通大学机械工程学院

基金: 国家重点研发计划资助项目(2016YFB1200503-02,2016YFB1200506-08),战略性国际科技创新合作重点专项资助项目(2016YFE0205200)

分类号: U266

页码: 95-101

总页数: 7

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