铁路车辆转向架构架的应力 - 改
铁路运输的转向架构架应力
Rusu-Casandra Aurelia Liliana*, Baciu Florin, Iliescu Nicolae, Atanasiu Costica
期刊Procedia Engineering100 ( 2015 ) 482 – 487
第二十五届DAAAM智能制造与自动化国际学术研讨会，DAAAM 2014年
布加勒斯特理工大学，Splaiul Independentei 313号，布加勒斯特，部门6060042，罗
马尼亚
摘要：本文对工厂中用于运输的典型铸铁转向架构架在加载相应常见的工作操作下产生的应力和应变的分布情况进行了研究对比。使用三维有限元方法进行数值分析的结果和使用应变仪技术的实验研究结果进行了比较。计算和实测得到了相同的结果并且准确的测算出了构架的最大应力区。知道了最危险的应力集中区后对其进行新的优化设计工艺使其在加速是不会变的不安全从而来确保铁路运输的安全。
关键词:转向架;应力分析;有限元方法;实验技术;设计优化
1 引言
铁路行业和火车制造商的主要目标是交通安全、运输经济和铁路运输能力。如今,现代技术和它的新特性导致了不断的提高设计和施工车辆的车身结构。铁路行业遇到的新阶段发展:改进运行服务安全、轻质结构,保证最大装载量,减少产品设计周期和在同一时间降低建设、维护和修理的成本。大部分的铁路车辆研究关注铁路机车的关键结构部件的完整设计过程，如转向架帧、车轴、车轮和其他组件,其中包括设计过程、评估方法,验证和制造质量要求[1]。
列车转向架是铁路车辆的一个主要组成部分，转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，转向架支撑车体、承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配，在支撑车身静载荷中扮演着一个重要的角色,转向架能使车辆灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线，保证车辆安全运行。而且转向架还具有支撑轮对、车轴、制动装置和悬架装置的功能，转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行平稳性和安全性。保证机车车辆在轨道上安全平稳地运行。在设计车辆结构过程的早期阶段由于转向架的设计需要频繁的变化结构，因此在预测过重负载情况下的转向架的运转状态中有效的模拟方法是不可缺少的条件[ 2，3 ]。
推广到我们的工作[ 4 ]，在本文中介绍了一个用于运输的典型的铁路客车液态铸铁转向架构架的研究方法。铁路车辆由车体和位于车辆两端的两个转向架组成，其中有四个车轴用于支撑罐体和模块化钢梁。新采用的设计方案所设计的转向架构架是用数值分析与有限元方法分析的，并且用应变片进行测量得到实际数据用于与有限元方法得到的数据进行对比。通过对得到的应变和应力分布结果的比较，认为得到的实验数据和结果是
比较准确的。所取得的成果和项目开发的经验对转向架构架的优化设计是有用的。
2 试验研究
本实验使用可靠的测量方法应变计技术进行了实验研究，以找出转向架构架的最危险区域的应变和应力情况。
图1显示的是测试实验的装置。奥廷格鲍德温仪表制造认为132点区域的所承受的压力是最大的。其中的几个如图2所示。
除了上面的框架的核心部分, ,由于在转向架的一些部位容易产生问题需要维修,在转向架的这些重要的部位都给出了四对开口(I-1, I-2; II-1, II-2; III-1, III-2 和IV-1, IV-2) [5]。进行初步测量的一个小的开口半径,应力超过材料的许用应力且一些部位的屈服应力超过了，因此半径增加50毫米的值并且进行另一组的测量。
图1 转向架的试验装置
图2 应变片的位置和加载条件
此外,在一个新的方案中，设计的转向架构架模型两侧的开口III是相互连接的，在这种情况下测量转向架构架在载荷下的变形。同时对转向架构架的这些部位进行研究（图
3）。最后测量并比较在开口III没有连接的方案中在同一点的应变。
单轴应变计主要位于开口I，II，III，IV（图3）且应变花的两个传感器位于转向架的
顶表面上（图2）。三个应变桥、13个由Vishay生产的转换器已经在使用。车体产生1500KN 的垂直载荷因此要应用液压机。在开口处所测应变值和相应的应力在表1中列出，其中包括2个结果：在开口III没有连接和连接。利用该方程计算了应力[ 6，7 ]：
σ=K·E·ε(1)
其中K是一个修正系数取决于换能器的常数，E = 2.1x105 MPa弹性模量钢和θ= 0.3是泊松比。
3 有限元分析
有限元分析是使用SolidWorks软件来实现转向架构架三维四面体单元的建立[8, 9 ]。图4显示了由23593个单元和47486个节点的有限元网格。对载荷和边界条件进行类似的模型试验研究。
图4 有限元网格划分施加载荷和几何约束
图5表示的是转向架构架在开口III没有相互连接的模型并且在图中显示出了模型在载荷下产生位移的等值线图。图6表示的是转向架构架在开口III相互连接的模型并且在图中显示出了模型在载荷下产生位移的等值线图。
图5 无连接的模型位移
图6 连接模型的位移
图7和图8表示的应力图中的两个研究案例：开口III没有连接的模型应力图和开口III 连接的模型应力图。
图7 （a）无连接的应力模型图（b）开口III-1的详细放大图
图8 （a）连接的应力模型图（b）开口III-1详细放大图
结论
利用应变计测量和有限元模拟分析应力和应变在一个转向架上的分布是研究铁路运输中客车车辆的重要组成部分。基于所获得的结果的比较，可以得出以下结论：
1 确定竖向荷载都施加在构架顶面的附近和中央开口这些关键部位上（图7 a，b）。利用数值分析得到的应力最大值是205 MPa。仿真结果和试验结果吻合较好，误差小于6%。
2 实验设计了一个在开口III的两边相连接的模型的方案，利用有限元分析方法得到的压力最高值（220 MPa）产生在大致相同的区域（图8 A，B）。利用有限元分析方法得到的结果和实验结果之间没有出现明显的差异。然而实验结果显示开口III没有连接时的压力降低而其相邻的开口II（测量点149的值为215兆帕–表1）和开口IV的应力却反而增加了（图9）。
图9 在开口区II、III和IV
3 图5和图6显示，在开口III是相互连接的设计中转向架构架的顶面产生的位移是最大的。从表1可以注意到开口III由于连接其应变值降低，最近的开口II和开口IV的应变值不是增加反而降低了。
4 实验和数值模拟结果的比较显示出了相似的趋势并且提供了该转向架构架在加载条件下的状态的可靠信息，还在临界区域估算了应力和应变的数值。这些信息可以对该型转向架结构优化的方法提供一些改进方面的方法，以满足转向架的设计要求和使用寿命。因此，在今后的工作中，对所有开口相连接设计的模型的力学状态可以进行分析了。
参考文献
[1] 欧洲标准EN 13749:2011，铁路轮对及转向架-规定车架结构要求的方法，欧洲标准化委员会，
布鲁塞尔，2011.
[2] J. S. Kim, H. J. Yoon，城市地铁列车GFRP复合构架在临界载荷条件下的状态，Procedia工程10
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[3] K. Chlus, W. Krasoli,铁路运输网络的数值试验，动力系统和运输学报Vol. 19，No. 3，2012.
[4] A. Rusu-Casandra,F. Baciu,N. Iliescu, C. Atanasiu，铸铁在鱼雷罐的应力和应变，2012、
第二十三届国际DAAAM研讨会,DAAAM志卷23,1号，书号刊号2304-1382,4 978-3-901509-91-9，维也纳，奥地利，2012.
[5] W. G. Lee, J.S. Kim, H.J. Yoon，对于复合构架和三通结构强度评估，第十八届国际复合材料
会议，韩国，2011.
[6] J.W.Dally，W.F.Riley，实验应力分析，McGraw-Hill，ISBN 978-0070152045，纽约，美国，
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[7] R. L. Hannah，S. E. Reed（编辑），应变计的用户手册，Elsevie科学有限公司与力学实验，1992，
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[8] * * *（2010）SolidWorks用户手册，Systèmes MES SolidWorks公司，Concord,MA,USA.
[9] k. Huebner,D. Dewhirst,D. Smith,T. Byrom,工程技术人员用有限元法，Wiley-Interscience ,ISBN
978-0471370789，加拿大，2001.
转向架的作用及组成
. 一、转向架的作用及组成 作用： 1.采用转向架是为了增加车辆载重，长度，容积，提高运行速度，满足铁路运输发展。 2.在正常运行条件下，车体能可靠的坐落在转向架上，通过轴承装置是车轮沿钢轨的 滚动转化为车体沿轨道线路运行的平动。 3.支承车体，承受并传递从车体至轮对之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。 4.保证车辆运行安全，灵活的沿直线线路运行和顺利通过曲线。 5.转向架结构要便于弹簧减震装置的安装，使之具有良好的减震特性，以缓和车辆和 线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小应力，提高车辆运行平稳性和安全性。 6.充分利用轮轨之间的黏着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制动力，是 车辆具有良好的制动效果。 7.转向架为车辆一个独立部件，便于转向架的拆装，单独制造和检修。 组成 1、轮对轴箱装置 2、弹性悬挂装置（两系悬挂，弹簧减振装置） 3、构架 4、基础制动装置 5、转向架支撑车体的装置 6、牵引电机与齿轮变速传动装置
. 二、转向架的分类 1.轴数与类型 按轴数分为二轴、三轴、多轴转向架 按轴型分B、C、D、E型轴转向架 2.轴箱定位方式：约束轮对于构架之间相对运动的机构，称轴箱定位装置 形式有：①固定定位 ②导框式定位 ③摩擦导框式定位 ④油导桶式定位 ⑤拉板式定位 ⑥拉杆式定位 ⑦转臂式定位 ⑧橡胶弹簧定位 3、按弹簧悬挂装置分类 一系弹簧悬挂：车体主轮对之间，只设有一条弹簧减振装置 二系悬挂 4、对心盘集中承载的转向架，根据摇枕悬挂装置中的弹簧的横向跨距的不同，悬挂形式分为： 1.内侧悬挂：弹长度<车长度（横向）
2.外侧悬挂：> 3.中心悬挂：= 中央弹簧横向跨距大小，对于车体在弹簧上的稳定性效果显著，增加其跨距可以增加车体倾覆的复原力矩，提高车体在弹簧上的稳定性，各种型号转向架的主要区别： 橡胶弹簧定位：南京地铁使用 转臂式定位：广州地铁 四、按垂向载荷的分类方式 （一）车体与转向架之间的载荷传递 1．心盘集中承载 2.非心盘集中承载 3.心盘部分承载 （二）转向架中央悬挂装置的载荷传递 1.具有摇动台装置的转向架（缓解横向振动） 2.无摇动台装置的转向架（内有空气弹簧，符合轻量化要求） （三）构架与轴箱之间的载荷传递 1、转向架侧架直接置于轴向轮对上，无轴箱弹簧装置 2、支悬于均衡弹簧之上 3、由轴箱顶部弹簧支撑
CRH380A型动车组转向架检修工艺流程优化
目录 摘要 (1) 第1章绪论 (2) 1.1 选题背景 (2) 1.2 主要内容 (2) 第2章 CRH380A型动车组转向架 (4) 2.1 CRH380A型动车组介绍 (4) 2.2 CRH380A型动车组转向架 (5) 第3章 CRH380A型动车组转向架检修工艺流程 (8) 3.1 动车组检修流程 (8) 3.2 动车组转向架检修流程 (11) 第4章 CRH380A型动车组转向架检修工艺流程优化 (19) 4.1 转向架检修工艺存在的问题 (19) 4.2 转向架检修工艺优化建议 (20) 参考文献 (23) 致谢 (24)
1 摘 要 随着我国经济的飞跃发展，铁路交通尤其是客运已经逐步进入高速化时代。近些年来，具有世界先进水平的窩速列车己大范围地在我国投入运行，极大地提高了我国铁路运输能力，取得了巨大的社会和经济效益。与此同时，随着动车组运普数贵的迅速增长，对动车组在运行可靠性和安全性方面的要求越来越高。 转向架是动车纳最重要组成部分之一，其运行状态直接影响列车的运行安全，因此转向架的维修工作就成了当前亟待解决的课题。本文以CRH380A 型动车组转向架为研究对象，结合转向架结构和CRH380A 型动车组运行实际情况进行分析，介绍了动车组和转向架的检修工艺流程，在此基础上分析了转向架检修工艺中存在 的问题，以及提出了优化建议，以确保动车组正常运用安全 关键词：CRH380A 动车组；转向架；检修工艺流程；优化
第1章绪论 1.1 选题背景 1825年9月27日，世界上第一条现代意义的铁路在英国斯托克顿和达灵顿之间开通，时速仅为45km/h。1830年，英国利巴普尔至曼彻斯特首次幵行了客运列车。铁路逐渐成为了交通运输中的重要运输方式之一，随着各种运输方式的竞争，提高列车速度是铁路赖以生存和适应社会发展的唯一出路。 1964年日本开创了铁路发展史的新纪元，世界第一条高速铁路一东海岛新干线建成通车，最高时速铁路发展也由此拉开了新的篇章，高速铁路技术在此之后在全世界迅速发展，德国、法国、加拿大等国也相应发展高速铁路，并取得了巨大成就。为顺应时代发展，缓解随着经济发展而与日俱增的客运压力，铁道部定制了“引进、消化吸收、再创新”的总体战略部署，最终达到动车组国产化的目的。2006年开始实施铁路第六次大提速至今，我国动车组技术创新工作取得了重大成果，具有世界先进水平的CRH系列国产化动车组投入正常运营，大大提高了铁路运输能力，缓解了铁路“瓶颈”制约，其中由四方机车车辆股份有限公司研发的CRH380A型动车组就是其中的代表之一。 新型动车组采用了诸多先进技术，如设计中采用的无摇枕转向架，是由CRH2C 第二阶段使用的转向架改良而来。两者相比，新的转向架增加了抗侧滚扭杆，带两组抗蛇行减霞器，加强了二系悬挂空气弹簧柔度，提高了转向架的稳定性和减震效果，满足转向架临界失稳速度达550千米/小时的指标要求。车头设计采用低阻力流线头型，优化了转向架设计参数并改善车厢内部结构，以配合动车组车体的自然震动频率，有效抑制列车在高速运行时的车体结构性共振，同时提高了乘坐舒适度。 转向架是动车组的走行装置，具有承载减振导向牵引制动等重要功能，其性能的好坏决定了列车的运营速度和运行品质，是动车组的关键部件。因此，动车组转向架的检修就成为高速铁路运营中的一个重要课题。 1.2 主要内容 本文以CHR380A型动车组为研究对象，主要介绍了CHR380A型动车组以及其转向架结构的组成，高速动车组的发展已经实现了高速的机车运行体制， 2
关于动车组转向架构架加工工艺的探索
关于动车组转向架构架加工工艺的探索 列车在运行中的性能是由转向架决定的，而且构架是转向架最核心部件，也是列车承载以及传力基体，更是转向架众多部件连结主体的骨架，是一个受力复杂结构部件，它不但可以承载车体上部的所有重量，而且承载并传递着列车运行中产生垂向、纵向以及横向三个不同方向的作用力，构架质量对转向架性能有着非常重要的影响。本文主要就不同部位在加工过程中的相关技术进行了研究，对施工过程中的流程进行了研究，同时还对其存在的特点进行了分析。 标签：动车组转向架构架；动车加工；加工工艺 一、构架结构和制造过程中的相关工艺探究 （一）以地铁车辆为代表的“结合型”构架 1.结构特点 （1）H型结构，横梁和侧梁大件组合。（2）侧梁为U型结构。（3）轴箱弹簧座为8处阶梯平面结构，通过一系橡胶弹簧与轮对轴箱组成联接。（4）横梁结构复杂，连接转向架其他系统。 2.工艺特点 结合对地铁车辆结构特点的分析，可以进一步归纳出其工艺特点，分为三个部分：一是工序具有一定的分散性。针对较为关键的位置还需要对其进行整体加工；二是要实施“一面两销”定位统一工艺基准；三是对三坐标进行全尺寸检测。 3.工艺流程 首先，需要做的就是实施一次划线；其次，进行正反实施精加工；然后对其他相关一系列的工序进行有效实施；最后，才能实施全尺寸检测。 （二）以动车组为代表的“转臂式”构架 1.结构特点 对转臂式构架进行分析，其结构特点主要以动车组为代表进行探究，进一步提出该结构特点分为四个部分：一是H型结构组成的大件是由横梁和侧梁组成；二是侧梁属于U型结构；三是使用转臂式轴箱体以及轴箱弹簧将其架构和轮进行连接；四是横梁在结构上具有复杂性它不仅是转向架实施牵引的骨架，同时，也在一定程度上是驱动装置的骨架。 2.工艺特点
铁路车辆转向架构架的应力 - 改
铁路运输的转向架构架应力 Rusu-Casandra Aurelia Liliana*, Baciu Florin, Iliescu Nicolae, Atanasiu Costica 期刊Procedia Engineering100 ( 2015 ) 482 – 487 第二十五届DAAAM智能制造与自动化国际学术研讨会，DAAAM 2014年 布加勒斯特理工大学，Splaiul Independentei 313号，布加勒斯特，部门6060042，罗 马尼亚 摘要：本文对工厂中用于运输的典型铸铁转向架构架在加载相应常见的工作操作下产生的应力和应变的分布情况进行了研究对比。使用三维有限元方法进行数值分析的结果和使用应变仪技术的实验研究结果进行了比较。计算和实测得到了相同的结果并且准确的测算出了构架的最大应力区。知道了最危险的应力集中区后对其进行新的优化设计工艺使其在加速是不会变的不安全从而来确保铁路运输的安全。 关键词:转向架;应力分析;有限元方法;实验技术;设计优化 1 引言 铁路行业和火车制造商的主要目标是交通安全、运输经济和铁路运输能力。如今,现代技术和它的新特性导致了不断的提高设计和施工车辆的车身结构。铁路行业遇到的新阶段发展:改进运行服务安全、轻质结构,保证最大装载量,减少产品设计周期和在同一时间降低建设、维护和修理的成本。大部分的铁路车辆研究关注铁路机车的关键结构部件的完整设计过程，如转向架帧、车轴、车轮和其他组件,其中包括设计过程、评估方法,验证和制造质量要求[1]。 列车转向架是铁路车辆的一个主要组成部分，转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，转向架支撑车体、承受并传递从车体至车轮之间或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配，在支撑车身静载荷中扮演着一个重要的角色,转向架能使车辆灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线，保证车辆安全运行。而且转向架还具有支撑轮对、车轴、制动装置和悬架装置的功能，转向架的结构要便于弹簧减振装置的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力，提高车辆运行平稳性和安全性。保证机车车辆在轨道上安全平稳地运行。在设计车辆结构过程的早期阶段由于转向架的设计需要频繁的变化结构，因此在预测过重负载情况下的转向架的运转状态中有效的模拟方法是不可缺少的条件[ 2，3 ]。 推广到我们的工作[ 4 ]，在本文中介绍了一个用于运输的典型的铁路客车液态铸铁转向架构架的研究方法。铁路车辆由车体和位于车辆两端的两个转向架组成，其中有四个车轴用于支撑罐体和模块化钢梁。新采用的设计方案所设计的转向架构架是用数值分析与有限元方法分析的，并且用应变片进行测量得到实际数据用于与有限元方法得到的数据进行对比。通过对得到的应变和应力分布结果的比较，认为得到的实验数据和结果是
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HX N3 转向架装配工艺简述 1.0转向架装配的工艺流程 本文仅考虑转向架装配的工序问题，而忽略工步。表1.1为HX N3转向架装配的工艺流程。 表1.1HX N3转向架装配的工艺流程表
根据表1.1画出工艺流程图，如图1.1所示 2.0转向架制造装配的难点 2.0.1 构架 HX N3型机车转向架构架的主体由2根左右对称布置的侧架、2 根横梁、1 根端梁组成，它不是采用传统的“目”字形结构，而是采用了如图2.1所示的一端开口的“月”字形结构( 这种结构形式多用于铸件构架) 。为减少构架重量，降低机车轴重，该构架的上盖板和下盖板的厚度分别仅有10 mm 和20 mm。这种既单薄又开口的焊接构架在制造中极易出现尺寸超差和扭曲变形问题，这就给焊接、机加工及总组装等生产带来了很大的困难。因此，保证该构架的焊接、机加工及总组装的精度和质量，就成为HXD2型机车转向架构架制造的重点和难点。
图2.1一端开口的“月”字形转向架构架 2.0.2 车轴 HX N3型机车属于大功率内燃机车，用于重载牵引，其驱动装置中所用车轴为AAR( 美国铁路协会) 标准规定的F 级车轴。这种车轴与其他车型车轴的明显差异在于其卸荷槽的设计。该车轴的设计明确规定: 卸荷槽必须进行滚压强化加工，滚压加工时必须有11 t 的碾压压力，碾压后卸荷槽直径的减少量应在0.3 ～0.7 mm 范围内，碾压后的表面应符合AI2193( 美国制造标准) 的规定。从车轴的设计结构来看，其加工的难点和关键工序就是卸荷槽的加工。 车轴卸荷槽的结构见图2.2 图2.2车轴卸荷槽的结构 2.0.3 车轮 HX N3型机车车轮的结构特点为: 车轮辐板为曲面结构，辐板上不设工艺孔，车轮内孔粗糙度Ra3.2 ～6.9。这些设计要求完全是按照车轮无注油压装工艺
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铁路车辆轮对故障及处理措施 摘要：如今，我国的铁路发展十分迅速，随着对交通运输方式要求的增大，铁 路运输作为工业运输、人员远距离出行的重要途径，其安全性受到了广泛的重视。铁路车辆不仅承载着重要的工业物资，也是保护乘客人身安全的重要保障。现阶段，由于铁路运输的发展方向逐渐扩大，其在车辆轮对方面的故障的发生概率也 在逐渐增加，这对铁路运输企业后续的稳定发展造成了影响。基于此，本文在阐 述铁路车辆轮对安全的重要性基础上，分析了所存在的故障，并总结了相应的处 理措施。 关键词：铁路车辆轮对；故障；处理措施 引言 车辆轮对是将机车车轴的左右两侧均牢固地压装上车轮所构成的组合体，通 常机车是借助它与钢轨进行接触。轮对的基本功能为确保货车车辆能够顺畅地行 进在钢轨上并进行转向。实际行进时它首先承受车辆的所有载荷，再传送到钢轨，而且假如路面不平出现新的载荷也是由它向其他零部件进行传送。车辆轮对必须 满足两大要求：首先，刚度与强度必须达标，确保承受载荷时能够有效防止变形，而且弹性必须稳定在允许的数值区间内；其次，将车轮与车轴进行组装时要确保 牢固度达标，而且组装后要具备极佳的阻力优势与耐磨性能，以便最大化地减少 牵引动力。 1铁路车辆轮对存在的故障 1.1 轮对踏面故障 在铁路车辆运输的过程中，车辆轮对作为车辆的基本构件，其对车辆的正常 运行有着很大的决定作用，如果轮对出现踏面故障，则会增加车辆行驶过程中的 脱轨、颠覆等情况的发生，这对运输安全有着很大的影响。在轮对踏面故障中， 主要包含了裂纹、磨损和剥离等情况，不论哪种形式，都会对车辆的后续运输造 成阻碍。而裂纹的产生一般是由于车辆在制动、滑行的过程中会产生很大的摩擦力，当摩擦到达了一定程度时则会导致车轮表面局部温度快速升高，而在车轮运 行过后又会快速散失，循环往复的热胀冷缩则造成裂纹，如果裂纹出现在外侧轮 辋上，会导致车轮与钢轨之间的相互作用加大，继而对踏面造成损坏。车辆踏面 故障中的磨损主要是指在运输过程中车辆踏面会与钢轨相互作用，随着运输时间 的增多，两者之间的摩擦越来越多，导致轮对磨损的情况出现，这对车辆的使用 寿命有一定的影响。而车辆轮对的剥离是指在车辆正常的运行过程，车辆轮对表 层金属会由于车轮与踏面的接触面形成局部真空，在车速过快时，就会造成踏面 表面的剥离，从而使得金属片剥落，在踏面上形成小凹坑，这类安全隐患会使得 车辆在过弯道或岔道时易发生翻车事件，降低铁路运输的安全性。 1.2轮缘磨损故障 铁路货车运行过程中，在一般工作状态下，车辆轮对不会出现严重的轮缘磨 损问题。轮缘磨损故障主要发生在铁路货车行驶经过弯道或者道岔的时候，这个 过程中，轮对的轮缘需要承受很大的水平位移作用力，同时外侧轮对受到离心力 的作用，轮对挤压外侧钢轨，还会与外侧钢轨发生剧烈的摩擦和碰撞，进而导致 磨损现象的发生，这种摩擦损耗较大，对轮对的影响也较为严重。 1.3轮辋裂纹故障 在铁路车辆轮对故障方面，还涵盖了轮辋裂纹故障，其主要是由于铁路货车 在运输过程中如果遇到紧急情况，就必须采取紧急制动，在这个过程中，轮对需
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本科毕业设计（论文） 外文翻译 译文题目：设计EMU转向架关键参数以减少轨道侧磨损学院：机电学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：何刚 学号：631324110213 指导教师：方佚琉 完成时间：2017年3月11日
译自：wear-Designing the key parameters of EMU bogie to reduce side wear of rail 设计EMU转向架的关键参数以减少轨道侧磨损 Dabin Cui a,b,n, Weihua Zhang b, Guangdong Tian c, Li Li a, Zefeng Wen b, Xuesong Jin b 西南交通大学机械工程学院，成都610031 b西南交通大学牵引力国家重点实验室，成都610031 c吉林大学交通学院，长春130022 关键词： 轨距角磨损 动态行为 转向架参数 轮廓设计 摘要 对车轮和轨道磨损状况的长期研究表明，车轮轮缘磨损和轨距角磨损是动车组车辆和狭窄弯曲轨道的严重问题。为了解决这个问题，使用动车组车辆动态模型研究了转向架关键参数对车辆动态行为的影响，并且采用改进了的并行逆向设计方法来设计新的车轮轮廓。结果表明，在高初级偏摆刚度的条件下，轮副的偏转运动受到限制，导致了在狭窄弯道上的车轮和轨道之间的高迎角。然后可能发生车轮和轨道之间的两点接触，并导致严重的车轮轮缘磨损和轨距角磨损。新设计的轮廓可以减少轮缘磨损和轨距角磨损，同时满足车辆在切线轨道上行驶性能的安全要求。主偏转刚度显着影响过弯性能。
1.介绍 随着列车速度的提高和各种先进技术的出现，车辆参数的问题变得非常引人注目，包括车辆临界速度，运行稳定性和以铁路友好型的方式过弯的能力。通常，难以实现最佳转向架设计，因为一些对象将需要相互对立的转向架布局。 No'和Hedrick [1]研究了主悬架的横向和纵向刚度和二次悬架的横摆阻尼对铁路车辆临界速度的影响。Wickens [2]研究了二次阻尼和转向架的临界速度之间的关系。他[3]也说明了摇摆稳定性的边界作为转向架转向轮组悬挂刚度的方程。Lee et al [4]研究了初级悬架的参数对临界转速的影响。Mehdi和Shaopu [5]分析了二次悬挂参数对考虑了非线性偏转阻尼力的车辆临界速度的影响。Zhang [6]研究了悬浮参数和等效锥度对临界速度的影响。Horak和Wormley [7]阐述了等效锥度对在不规则的铁道上行驶的铁道客车的临界速度的影响。Haque和Lieh [8]采用Floquet理论来检查乘用车和货车在正切轨道上运行的运行稳定性，用于研究等效锥度的谐波变化。 大多数高速线由切线和曲率半径大的曲线组成;然而，在火车站附近有一些狭窄的曲线。如果火车通过窄曲线行驶，则车轮凸缘可能与轨道接触，这导致轨道轨角磨损。基于最近的现场调查，狭窄的曲线上的轨道必须频繁更换，这扰乱了正常的铁路运行秩序。 轮缘磨损和轨距角磨损都不是新问题。Cantera [9]研究了FEVE轨道上的过度轮缘磨损现象。Zakharov等人[10]研究了车轮凸缘和轨头轨距角之间的磨损过程的模型。Descartes et al [11]研究了轮缘润滑和轨距角润滑。Jin et al. [12]通过实验模拟轮缘磨损和轨距角磨损。Choi et al。[13]设计了一种新的车轮轮廓以减少轮缘的磨损和疲劳。 随着越来越多的轨道在狭窄的曲线上被替换，转向架以“轨道友好的方式”通过曲线洽谈过弯的能力逐渐吸引人们注意力。为了研究转向架的一些关键参数对轨距拐角磨损的影响，基于实际车辆参数建立车辆动态模型，并且车辆动态行为被模拟出。为此并行逆向设计方法[14]，已被改进用于设计可以减少轨距角磨损的新车轮轮廓。
TVDS转向架底部作业指导书
作业指导书TVDS转向架底部
作业流程 1 接班会→ 2 班前点名→ 3 接班 ↓ 6 质量抽查← 5 班内间休← 4 列车检查 ↓ 7 交班→ 8 完工分析→9 交班总结 1 接车→ 2 通知作业→ 3 复核提报故障 ↓ 6 作业完毕← 5 设备故障← 4 信息反馈与接收 安全风险提示 1.故障信息请及时确认。 2.列车通过，请做好接车准备。
目次 1.209P转向架底部检查 (1) 2.209T转向架底部检查 (3) 3.206P转向架底部检查 (5) 4.206G转向架底部检查 (7) 5.CL242 转向架底部检查 (9) 6.CW-2转向架底部检查 (11) 7.CW-200转向架底部检查 (13) 8.SW-160转向架底部检查 (15) 9.AM96转向架底部检查 (17)
客车动态检车及报警处置作业指导书类别：TVDS动态检车系统：客车动监 部件： TVDS转向架底部作业指导书 适用范围：适用于209P、209T、206P、206G、CL242、SW-160、CW-2、CW-200、AM96转向架客车。作业人员：TVDS动态检车员作业时间： 工装工具： 护目眼镜、TVDS监控终端作业材料：TVDS监控终端作业场所：TVDS监控中心环境要求： 操作规程：
安全提示及注意事项： 1.警告——班前班中严禁饮酒，作业过程中严禁接打手机。 2.警告——未经允许，严禁在工位机上使用U盘、移动硬盘、光盘等外存储设备。 3.警告——严禁修改、删除工位机内置软件与数据。 4.警告——交接班人员需共同确认设备状态，作业时按要求使用护目镜。 5.警告——提前到岗，了解行车情况，上级指示，命令以及设备运行情况。 6.警告——按规定穿戴工作服，工号牌、佩戴动态检车员臂章，按规定上交手机。 7.警告——参加点名会，听取本日当班工长传达作业的要求，上级命令。 基本技术要求：
铁道车辆轮对轮位差、盘位差测量器检定规程检定规程-中国计量协会
铁路机车车辆车轮检查器检具 （征求意见稿） 编制说明 1 概述 1.1 任务来源 根据《2015年国家计量技术法规制/修订计划项目表（25）》要求，由全国铁路专用计量器具计量技术委员会铁路专用长度分技术委员会（MTC25SC1）归口，北京铁路局计量管理所、中国铁道科学研究院标准计量研究所、柳州科路测量仪器有限责任公司、哈尔滨铁路局质量技术监督所、郑州铁路局质量技术监督所等起草单位共同负责制定《铁路机车车辆车轮检查器检具》计量检定规程。 1.2 主要起草过程 车轮检查器主要用于测量机车、车辆和动车组车轮的轮缘厚度、踏面磨耗深度、动车组车轮QR值或机车车辆车轮轮缘垂直磨耗、踏面局部擦伤及凹陷深度、轮辋（轮箍）厚度、踏面剥离长度等。高铁的迅速发展,对车轮轮缘及踏面磨耗、QR值等参数要求发生变化，为满足测量要求，新的JJG1080-2013《铁路机车车辆车轮检查器》国家计量检定规程于2013年4月6日实施。铁路机车车辆车轮检查器检具是实现对车轮检查器进行检定的计量标准器,为保证车轮检查器的量值传递准确可靠，对原铁道部门规程JJG（铁道）172-1999《铁路机车车辆车轮第四种检查器检具检定规程》进行修订。 相比JJG （铁道）172-1999，除编辑性修改外，主要技术方面的修改如下： 1. 取消了原规程分别对A型、B型检具的检定要求，统一修改为对结构组成符合规程中图1的检具的检定； 2. 为了检具主、副块各工作面粗糙度加工方式与大家现使用粗糙度比较样块规格及加工方式一致，将检具各工作面表面粗糙度Ra值应不大于0.63 μm修改为Ra 值应不大于0.4 μm； 3. 将“刻线宽度”修改为“测量位置标记宽度”； 4. 将“主块测量基准面S和各工作面平面度”、“副块各工作面的平面度”合并为“工作面的平面度”； 5. 将“主块各工作面间的垂直度”、“副块各工作面间的平行度和垂直度”合并为“工作面间的垂直”； 6. 删除“B面平面度”及“副块顶面对副块底面平行度”要求,由主块与副块组合并贴紧后,“副块顶面B对主块基准面S的垂直度”控制； 7. 删除N面平面度要求,由副块N面对D面的垂直度控制； 8. 删除“M面平面度”及“M面对底面垂直度”要求，由主块与副块组合参数控
城轨车辆 转向架
城市轨道交通车辆
第三章 转向架
第三章 转向架
【问题导入】
车辆走行部分在车辆运行中起着非常重要的作用，其不仅 承受了车体的载荷，而且传递纵向力、垂向力和横向力。转向 架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。为了 便于通过曲线，在车体和转向架之间设有心盘或回转轴，转向 架可以绕心盘或回转轴相对车体转动。由于车辆在线路上运行 时通过道岔、弯道及车辆加速、减速等原因会产生各种冲击和 振动，为了改善车辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上 设有弹簧减振装置和制动装置。对于动车，转向架上还装有牵 引电动机和减速机构，将牵引电动机的转矩通过齿轮转动传递 给轮对，转化为列车前进的牵引力，以驱动车辆运行。我们这 一章就是要学习这些知识。
第三章 转 向 架
【学习目标】
1.掌握三向力(纵向力、垂向力、横向力)的传递 路径。 2.掌握转向架的结构、组成及分类。 3.画出轮箍的外形图并进行相关的标注； 4.熟练掌握各种弹簧的结构。 5.掌握空气弹簧、橡胶弹簧、抗侧棍扭杆、油压 减振器等部件的工作原理、结构以及调整方法。 6.驱动系统结构原理
第三章 转 向 架
【教学建议】
1.教学场地：在教室、互联网多媒体教室及转向架模型实训 室中进行，课后可实地参观。
2.设备要求：至少具有能连接互联网的多媒体教室一个，动
车、拖车转向架的仿真模型各一套，或能放视频投影的设
备
。
3.课时要求：课堂讲授6-8课时；模拟操作4课时；实际练习
4课时。
南车青岛四方机车车辆股份有限公司转向架分厂
南车青岛四方机车车辆股份有限公司转向架分厂 应急预案 1 总则 为贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，规范南车青岛四方机车车辆股份有限公司转向架分厂（以下简称南车青岛四方股份公司转向架分厂）的现场应急管理工作，提高突发事件的应急反应速度和协调水平，增强现场应急处置能力，最大限度地保障员工生命安全，减少财产损失、环境破坏和社会影响，根据AQ/T9002《生产经营单位安全生产事故应急预安编制导则》、《南车青岛四方股份公司突发事件综合应急救援预案》，特制定本预案。 本预案适用于南车青岛四方股份公司转向架分厂的现场应急救援与处置。 2 事故类型与危害程度分析 2.1 主要工艺流程 南车青岛四方股份公司转向架分厂主要承担着铁路客车、铁路高速列车及城市轨道车辆走行部分的加工、焊接、组装任务，其主要工艺流程如下：下料→调直压型→加工→小件、横梁、构架组焊→抛丸、退火、底漆→构架加工→配管→面漆→组装→加载试验→交检校验 2.2 主要事故类型与影响分析 通过作业活动危害分析法、故障类型影响分析法及头脑风暴法进行分析，转向架分厂可能出现的事故类型和危害程度分析如下：
表2-4 转向架分厂可能出现的事故类型和危害程度 3 应急组织与职责 3.1 应急组织机构
图2-10 应急组织机构 3.2 应急组织机构职责 3.2.1 现场应急总指挥（厂长） 3.2.1.1负责接警后，迅速通知通讯负责人召集分厂应急小组成员赶赴事故现场，根据事故现场态势决定是否启动现场处置方案，并下达指令。 3.2.1.2 负责事故现场的协调、指挥，调动应急资源，组织现场应急处置。 3.2.1.3 向公司归口管理部门报告，根据事故现场发展态势，确定是否请求支援。 3.2.1.4 应急恢复，下达应急解除指令。 3.2.1.5 应急结束后，组织事故调查、分析，组织应急处置方案的评审，完善应急措施，组织修订处置方案。 3.2.2现场应急副总指挥（副厂长） 3.2.2.1 协助总指挥组织应急处置和救援工作。 3.2.2.2当总指挥不在或伤失指挥能力时，代替总指挥履行其职责。 3.2.3 应急资金负责人（经营室主任） 3.2.3.1负责调拨应急救援资金，参与现场应急救援工作。 3.2.3.2 负责应急现场无关人员的疏散。 3.2.4 事故处置负责人（安全员） 3.2. 4.1接警后，迅速向公司归口管理部门报告，负责保护事故现场，参与事故救援。 3.2. 4.2 根据事态发展，确定拨打厂内和（或）社会救援电话，同时做好救援车辆的引导工作。 3.2. 4.3参与事故后的调查、分析与处理。
转向架的作用及组成
一、转向架的作用及组成 作用： 1.采用转向架是为了增加车辆载重，长度，容积，提高运行速度，满足铁路运输发展。 2.在正常运行条件下，车体能可靠的坐落在转向架上，通过轴承装置是车轮沿钢轨的滚动转化为车体沿轨道线路运行的平动。 3.支承车体，承受并传递从车体至轮对之间的各种载荷及作用力，并使轴重均匀分配。 4.保证车辆运行安全，灵活的沿直线线路运行和顺利通过曲线。 5.转向架结构要便于弹簧减震装置的安装，使之具有良好的减震特性，以缓和车辆和线路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小应力，提高车辆运行平稳性和安全性。 6.充分利用轮轨之间的黏着，传递牵引力和制动力，放大制动缸所产生的制动力，是车辆具有良好的制动效果。 7.转向架为车辆一个独立部件，便于转向架的拆装，单独制造和检修。 组成 1、轮对轴箱装置 2、弹性悬挂装置（两系悬挂，弹簧减振装置） 3、构架 4、基础制动装置 5、转向架支撑车体的装置 6、牵引电机与齿轮变速传动装置 二、转向架的分类 1.轴数与类型 按轴数分为二轴、三轴、多轴转向架 按轴型分B、C、D、E型轴转向架 2.轴箱定位方式：约束轮对于构架之间相对运动的机构，称轴箱定位装置 形式有：①固定定位 ②导框式定位 ③摩擦导框式定位 ④油导桶式定位 ⑤拉板式定位 ⑥拉杆式定位 ⑦转臂式定位 ⑧橡胶弹簧定位 3、按弹簧悬挂装置分类 一系弹簧悬挂：车体主轮对之间，只设有一条弹簧减振装置 二系悬挂
4、对心盘集中承载的转向架，根据摇枕悬挂装置中的弹簧的横向跨距的不同，悬挂形式分为： 1.内侧悬挂：弹长度<车长度（横向） 2.外侧悬挂：> 3.中心悬挂：= 中央弹簧横向跨距大小，对于车体在弹簧上的稳定性效果显著，增加其跨距可以增加车体倾覆的复原力矩，提高车体在弹簧上的稳定性，各种型号转向架的主要区别：橡胶弹簧定位：南京地铁使用 转臂式定位：广州地铁 四、按垂向载荷的分类方式 （一）车体与转向架之间的载荷传递 1．心盘集中承载 2.非心盘集中承载 3.心盘部分承载 （二）转向架中央悬挂装置的载荷传递 1.具有摇动台装置的转向架（缓解横向振动） 2.无摇动台装置的转向架（内有空气弹簧，符合轻量化要求） （三）构架与轴箱之间的载荷传递 1、转向架侧架直接置于轴向轮对上，无轴箱弹簧装置 2、支悬于均衡弹簧之上 3、由轴箱顶部弹簧支撑 三．轮对 轮对组成及基本要求 1.轮对：一根车轴，两个车轮组成，轮轴接合采用过盈配合，保证车轮、车轴 无任何松动。 2.对车轴轮对的要求：①足够的强度②弹性③阻力小，耐磨性好④直线，曲线 运行，抵抗脱轨的安全性。 车轴 1车轴各部分名称及作用 车轴绝大多数是圆截面实心轴，高铁是圆截面空心轴，车轴为全锻压成形a．轴颈（安装轴承，精加工） b．轮座（装车轮） c．防尘板座（防止灰尘进入轴箱，防止轴箱油脂甩出油箱 d．轴身 e．制动盘座（盘形制动） 2车轴材质及要求 ①质碳素钢加热
转向架构架技术设计强度计算分析
2006年用户年会论文 转向架构架技术设计强度计算分析 张开林 肖守纳 [西南交通大学机车车辆研究所] 转向架构架的强度计算依据UIC 515VE 标准，并参照《高速试验列车技术条件》有关规范进行的。 1. 构架计算模型： 构架结构为中间加横梁的柜形结构，由两根侧梁、横梁、牵引横梁及前后端梁组成，构架结构示意图见图1。 构架的强度计算采用ANSYS 5.31软件完成。针对构架结构特点对构架计算模型均采用板单元进行离散。构架有限元分析计算模型的节点数为22921个，单元总数24845个，计算模型质量为3414.5kg，构架结构模型离散图见图2。 2. 计算载荷及计算工况 2.1构架基本载荷 垂向静载荷 (1) 其中：Fz－构架一侧垂向静载荷（kN） Mc－动力车总质量（t） Mb－转向架质量（t） (2) 其中： －左侧电机座垂向静载荷（kN） －电机质量（t） 模拟营运横向载荷 (3) 其中：Fy－构架模拟营运横向载荷（kN） Fz－构架一侧垂向静载荷（kN） 最大可能横向载荷 (4) g m m F b c z )2(4 1 ?= g m F d z 10 7' =)5.0(5.0g m F F b z y ?+=) 1210(0.2max g m F c y +='z F d m
2006年用户年会论文 其中：Fymax－构架最大可能横向载荷（kN） 模拟运营纵向载荷 机车以250km/h 的速度运行时的牵引力。 模拟纵向冲击载荷 （KN） (5) 由基本参数计算各载荷值如下： 2.2构架载荷组合工况 根据上述基本载荷对构架的计算工况进行组合，其组合工况见表一。 对于作用在侧梁上的垂直÷向载荷按面力考虑； 对于作用在电机座上的垂向载荷按面力考虑； 对于纵向载荷，按线载荷作用于相应的位置； b s m g F ?=3KN F KN F KN F KN F KN F KN F s y x y y z 0.721,5.120,5.746.245,2.169,3.218max max ======
DF4DD柴油机工艺流程
DF4DD机车柴油机检修工艺流程 一、机车总体分解、组装： 1、机车进入检修台位后打好铁鞋，切断总电源。 2、放掉机油、水、轴齿箱油和压缩空气；抽空所有燃油。 3、拆除冷却室上部的两个冷却风扇及偶合器。 3、拆除所有连接以及空气、电气、油、水管线后，分别拆下冷却室、 动力室、辅助传动室顶盖和侧墙以及预热室顶盖。 4、拆除柴油机上的油、水、电气、仪表、风路等所有连接部分。 5、拆除启动油泵组成、燃油泵组成、前后万向轴组成、膨胀水箱以 及相应的管路、风路、电气设备。 6、拆除机油热交换器、机油滤清器、燃油预热器、辅助机油泵安装 螺栓及各个电气、油、水管线后，分别吊出上述各部件。 7、拆除强化型空气散热器安装连接及管线，吊下强化型空气散热器。 8、拆除静液压变速箱、启动变速箱、启动发电机、厉磁机、后转向 架牵引电动机通风机、后转向架牵引电动机通风机安装螺栓和管线等联接部分以及绳传动轴（节）后，分别吊下上述部件。 9、拆除柴油机地脚紧固螺栓、主发电机地脚紧固螺栓后，使用柴油 机专业吊具将柴油机－发电机组吊下，放在专用支架上。然后拆下发电机与连接箱之间的联接螺栓后将柴油机与发电机分解。 10、拆除空压机电机组安装螺栓及联接的电线、风管等吊出空压机组。 11、拆除柴油机空滤器和电制动装置以及动力室两台通风机。 12、拆除电瓶连接大线及各电瓶之间的连接线，拆下所有电瓶。 13、拆除司机室内座椅、JZ7制动机、两个风喇叭、雨刷器及风缸、 以及司控器、各类仪表、电暖气、空调、信号显示、监控装置等。 14、拆除制动系统中的704－1型调压器、NT2保安阀、中继阀、分 配阀、变向阀、滤尘止回阀、紧急制动阀、ZDF型电动放风阀、基础制动装置、撒砂阀。 15、拆除牵引杆装置、油压减振器、轴箱定位销、牵引电动机进风道 以及车体与转向架的风、水、电各连接管线；将架车机吊至车体两侧的架车座位置。 16、把架车机伸缩臂摇至机车的4个架车座下，分别起升各个架车机， 使其起升座与机车两侧的架车座贴合后；同时起升4台架车机。
转向架结构原理及基本部件
转向架结构原理及基本部件 1.转向架的作用 采用转向架可增加车辆的载重、长度和容积 转向架相对车体可自由回转，使较长的车辆能自由通过小半径曲线，减少运行阻力与噪声，提高运行速度 安装了弹簧减振装置，保证车辆具有良好的动力性能和运行品质 支承车体，承受并传递从车体至轮轨的各种载荷及作用力，使各轴重均匀分配 安装了制动装置，传递制动力，满足运行安全要求 安装了牵引电机及减速装置，提供动力，驱动轮对(或车轮)，使车辆沿着轨道运行 转向架为车辆的一个独立部件，便于转向架的互换和制造、维修 2.转向架的组成及功能 轮对轴箱装置 弹簧悬挂装置 构架或侧架 基础制动装置 电机及齿轮箱装置 附件---传感器、撒砂装置、空气管路等 轮缘润滑装置 2.1轮对轴箱装置 轮对分为动力轮对和非动力轮对，动力轮对组成包括：车轮、车轴、轴箱组成、齿轮箱和牵引电机；非动力轮对包括：车轮、车轴、轴箱组成及动车驱动装置。 其作用： 轮对：引导车辆沿钢轨的运动，传递车辆的重量外，以及轮轨之间的各种作用力 轴箱与轴承装置：联系构架和轮对的活动关节，使轮对的滚动转化为车体沿着轨道的平动 2.2弹性悬挂装置
减少线路不平顺和轮对运动对车体各种动态影响 2.2.1轴箱悬挂装置（也称一系悬挂装置）－在轮对与构架之间 由三个主要零部件组成：二个圆锥形弹性橡胶弹簧单元及一个基座型轴箱。一系悬挂有三个主要功能： 1.保护转向架及车辆以防从轨道上传递过多的振动荷载 2.保护车辆在指定的轨道状况下操作时不会出轨 3.达到良好的曲线性能，同时保证转向架在整个工作速度范围内的动态稳定 性。 弹簧单元安装在轴箱上，一系悬挂的纵向及横向运动由弹簧单元高径向刚度控制。起吊止挡和缓冲挡相结合限制轮对垂向偏转。橡胶弹簧具有一定的减振性能，因此不需要安装一系垂向减振器。 2.2.1 中央悬挂装置（也称二系悬挂装置）－构架与车体(摇枕)之间 二系悬挂装置由空气弹簧、高度阀及减振器等零部件组成。 二系悬挂的作用： 1.保证乘客及车体的乘坐舒适度良好 2.保证车辆轮廓在指定的、所有车辆的动态状况下保持不变。 2.3构架或侧架 转向架的基础，把转向架各零、部件组成一个整体 承受、传递各作用力及载荷 满足各零、部件的结构形状及组装的要求 2.4基础制动装置 包括带停放制动缸、手柄、闸线。 传递和放大制动缸的制动力，使闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力(即制动力)
基于确保疲劳强度和减轻重量的转向架构架设计-外文资料翻译
Bogie frame design in consideration of fatigue strength and weight reduction B H Parkand K Y Lee School of Mechanical Engineering,Yonsei University,Seoul,Republic of Korea The manuscript was received on 8 April 2005 and was accepted after revision for publication on 25 November 2005. DOI: 10.1243/09544097F01405 Abstract: In the development of a bogie, the fatigue strength of a bogie frame is an important design criterion. In addition, weight reduction is required in order to save energy and material .In this study, the fatigue analysis of a bogie frame by using the finite-element method is performed for various loading conditions according to the UIC standards and it is attempted to minimize the weight of the bogie frame by artificial neural network and genetic algorithm. Keywords: bogie, strength, fatigue analysis, neural network, optimization. 1 INTRODUCTION A bogie in a train is a very important structural component loaded by various forces in the rail way vehicle motion. The motion of a railway vehicle is affect by the geometry of the track, the interaction between wheels and rails, the suspension, and the inertias of component part s. In the meantime, the weight of a bogie structure should be as light as possible at higher running speed. Therefore, the strength of the bogie should be carefully calculated and analysed by the international standards such as UIC [1] and JIS [2], in order to obtain a reasonable design scheme. In the past design process, the steps of many experiments, field tests, and prototypes to improve and obtain a reasonable design required much time and high costs. In the computer-aided engineering (CAE) product design step, however,the practical use of finite- element (FE) analysis can reduce the costs and time. The FE analysis of the bogie frame was studied several times [3,4]. In addition, the bogie has a large proportion of the total weight of a vehicle. Savings of energy and material are currently design drivers towards lightweight vehicle constructions. In
轮轨接触几何关系及滚动理论
第三节轮轨接触几何关系及滚动理论 轨道车辆沿钢轨运行，其运行性能与轮轨接触几何关系和轮轨之间的相互作用有着密切的关系。同时，由于轮轨的原始外形不同和运用中形状的变化，轮轨之间的接触几何关系和接触状态也是不同和变化的。 米用车轮轴承、滚动是车辆获取导向、驱动或制动力的主要方式，轨道车辆中地铁、轻轨常采用钢轮钢轨方式，而独轨、新交通系统及部分地铁则采用充气轮胎走行在硬质导向路面上。车轮与导轨间的滚动接触关系决定了它们间的作用力、变形和相对运动。因此滚动接触直接影响城市轨道车辆的性能、安全、磨耗与使用寿命。 一轮轨接触参数和接触状态 当车辆沿轨道运行时，为了避免车轮轮缘与钢轨侧面经常接触和便于车辆通过曲线，左右车轮的轮缘外侧距离小于轨距，因此轮对可以相对轨道作横向位移和摇头角位移。在不同的横向位移和摇头角位移的条件下，左右轮轨之间的接触点有不同位置。于是轮轨之间的接触参数也出现变化。对车辆运行中动力学性能影响较大的轮轨接触几何参数如下(图5一8): 1左轮和右轮实际滚动半径r L ,r R。当轮对为刚性轮对，轮对绕其中心线转动时，各部分的转速是一致的，车轮滚动半径大，在同样的转角下行走距离长。同一轮对左右车轮滚动半径越大，左右车轮滚动时走行距离差就加大，车轮滚动半径的大小也影响轮轨接触力。 2左轮和右轮在轮轨接触点处的踏面曲率半径和 3左轨相石轨在稚轨接触点处的矶头截曲曲率半径和轮轨接触点处的曲率半 径大小将会影响轮轨实际接触斑的大小、形状和轮轨的接触应力。 4左轮和右轮在接触点处的接触角s:和6R，即轮轨接触点处的轮轨公切面与轮对中心。 线之间的夹角。轮轨接触角的大小影响轮轨之间的法向力和切向力在垂向和水平方向分量的大小。 5轮对侧滚角小w。轮对侧滚角会引起转向架的侧滚和车体侧滚。 6.轮对中心上下位移Z w。该量的变化会引起转向架和车体的垂向位移。 研究轮轨接触关系时应特别注意轮轨间的接触状态。车轮与钢轨之间的接触状态可能有