摘要：针对复铰式100%低地板车辆强度校核复杂,设计反馈周期长的问题,首先提出了模块分离和接口力的概念,根据车体模块、铰接件、转向架受力的特点,建立了车体在给定工况下的平衡方程,计算得到车体各模块之间以及车体与转向架之间的接口力数值。基于该方法计算了车钩压缩工况下拖车模块的结构强度;从模型处理与计算规模、计算结果和计算效率三个方面,将单模块计算法与整车有限元计算法进行了对比。结果表明,单模块法大大简化了有限元模型,且应力分布与数值几乎一致,由于计算规模仅为整车有限元法的1/5,在不影响计算精度的情况下,其计算效率有了极大的提高,该方法可很好地用于车辆结构的前期设计以及后期的强度校核。

摘要：合理的设计评价载荷是科学评价轴承设计结果、确保其具有期望可靠性水平的基础。根据轮对各部件机械载荷的相关性,建立了来自于标准AAR M 934轴承寿命预测与台架试验、EN 12082轴承台架试验、EN 13979-1中考核车轮设计疲劳强度、EN13103/EN13104及JIS E 4501考核车轴疲劳强度的轴承载荷确定方法。应用标准ISO 281规定的轴承性能分析及概率寿命预测方法,通过某35.7 t轴重铁路货车轴颈轴承的分析,说明了现有标准相关的轴承载荷差异很大,轴向载荷对概率寿命评估结果的影响很大,现有不考虑或微弱考虑轴向载荷,以及以特定工况来考核轮对部件设计疲劳强度的标准载荷条件,不适宜应用于轴承设计评估载荷;标准JIS E 4501规定的轮对载荷,比较适宜货车轴颈轴承与机车轴箱轴承的设计评价载荷;标准EN 13103/EN13104规定的轮对载荷,比较适宜客车与动车组轴箱轴承的设计评估载荷;标准EN 12082规定的载荷条件,有利于在短时间严格考核轴承。

摘要：基于事故统计,模拟了有轨电车和乘用车在平交路口的斜向碰撞,从碰撞变形、乘员生存空间、动力学响应、碰撞能量,以及脱轨安全性等方面对碰撞事故进行了综合分析。研究结果表明:碰撞位置越靠前,碰撞界面力与加速度响应越剧烈,乘用车结构变形模式越不利,相应的乘用车乘员保护和有轨电车脱轨安全性亦越差;有轨电车与乘用车因质量悬殊致使乘用车加速度响应异常剧烈,等效刚度不匹配则导致乘用车受损严重而影响乘员安全;有轨电车与乘用车前端结构不相容是发生“钻碰”和“类爬车”的重要诱因,对有轨电车的脱轨安全性影响较大。

摘要：铁路运输在我国国民经济中起着至关重要的作用,十二五期间,铁路将朝着高速重载方向发展。车轮作为铁路运输车辆重要零部件之一,对其质量与数量的要求变得越来越高。全模锻法制造的车轮具有金属力学性能好、几何尺寸精度高、金属切削量少、不平衡度及表面缺陷小等诸多优点。通过三维有限元分析软件Deform-3D对车轮全模锻加工工艺过程进行数值模拟仿真,得出车轮全模锻过程金属流动规律以及模具受力情况,该仿真结果为车轮全模锻实际生产提供理论依据。

摘要：为了研究缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性,基于轮轨滚动行为(WRRB)模拟试验台参数,利用ANSYS/LS-DYNA建立瞬态滚动接触有限元模型,集成弹性蠕滑率求解程序和Tγ磨耗模型,通过试验验证模型的正确性.重点分析轮轨力、蠕滑率、接触应力和钢轨磨耗深度,并考虑车轮驱动扭矩和速度的影响规律.结果表明:缩尺车轮-环轨结构的高频弹性振动造成轮轨垂向力波动;在比例载荷作用下,纵向动力学行为和钢轨磨耗深度变化趋势与服役轮轨一致;由于环轨的极小曲线半径,自由滚动工况下的横向蠕滑力/率、自旋蠕滑率、钢轨磨耗深度偏大,切向接触应力峰值出现在接触斑后沿两侧;车轮驱动扭矩和速度的影响规律可拟合为一组经验公式.研究可以为此类试验台的设计与应用工作提供理论依据.

摘要：通过实验研究和有限元模拟,重点关注了泡沫金属夹芯壳结构的抗爆炸冲击性能和能量吸收机理.给出了爆炸载荷下泡沫金属夹芯壳结构的典型动力失效模式,分析了关键几何拓扑参量对其抗爆炸冲击性能的影响规律,模拟了爆炸载荷下夹芯壳结构的整个塑性动力响应过程,讨论了夹芯壳结构各组成部件的能量耗散分配机制.结果表明,夹芯壳结构的抗爆炸冲击性能可以通过优化承载范围和结构配置而提高;夹芯壳结构的能量吸收能力与其失效机制相关,且泡沫金属芯层的贡献最大.研究结果可为强动载荷服役条件下泡沫金属夹芯复合结构的防护要求及优化设计提供技术支持.

摘要：针对高速列车的轻量化设计需求,分析了内轴颈高铁车轴独特的内支承结构与承载特点,建立了内轴颈高铁车轴受力状态和结构强度理论分析模型,提出了内轴颈高铁车轴设计极限载荷和疲劳强度的解析计算方法;在此基础上,制定了基于理论分析、有限元方法和车辆系统动力学的内轴颈高铁车轴结构设计方法,并以17 t轴重的内轴颈高铁车轴为例开展了应用研究;基于内轴颈高铁车轴受力状态的理论分析结果,确定了车轴的临界安全截面和详细尺寸方案;建立了内轴颈高铁车轴的有限元模型,评估并校核了车轴的疲劳强度;建立了轴箱内置式高速动车的刚-柔耦合系统动力学仿真分析模型,验证了车辆的动力学性能和车轴的动荷载。分析结果表明:17 t轴重的新型内轴颈高铁车轴的质量为273.6 kg,比同轴重传统外轴颈高铁车轴的质量低约30%;内轴颈高铁车轴各截面疲劳强度的安全系数均大于1.66,临界安全截面转移至轴颈与轮座之间的卸荷槽及轴颈与轴身之间的过渡圆弧区域;采用内轴颈车轴的高速动车能够以350 km·h^(-1)的速度稳定通过半径为5.5 km的曲线线路,主要动力学性能指标优良;在选定曲线通过工况下车轴所承受的动载荷均能被设计极限载荷包络,据此开展的车轴结构设计和强度分析是稳健的。可见,内轴颈高铁车轴在实现高速列车轻量化设计方面有显著的技术优势,且高速适应性较好,在高速列车领域的发展和应用潜力巨大。

摘要：针对高速机车横向动力学中的悬挂参数优化问题,首先,以国内某型2B0轴式高速机车为基础,采用SIMPACK软件建立该机车动力学模型;其次,以蛇行稳定性和横向平稳性指标为优化目标,同时兼顾新轮和磨耗轮2种轮轨接触状态,通过拉丁超立方试验设计方法对关键悬挂参数进行采样设计;最后,根据试验设计结果构建转向架悬挂参数映射到机车横向动力学性能的RBFNN代理模型,并利用Sobol敏感性和Pearson相关性分析方法来量化悬挂参数对优化目标的影响程度。研究结果表明:在参数给定优化范围内,机车横向动力学性能几乎不受二系横向减振器节点刚度变化的影响;而蛇行稳定性对一系纵向刚度、抗蛇行减振器节点刚度以及抗蛇行减振器阻尼较敏感,前后司机室横向平稳性对二系横向刚度最敏感,在高速机车转向架设计中应该给予重视。此外,将代理模型结合遗传算法NSGA-Ⅲ搭建快速多目标优化平台,并通过动力学仿真结果验证该平台的准确性,可有效替代车辆系统动力学模型仿真计算及优化。

摘要：介绍了最新颁布的城市轨道车辆的强度设计规范VDV 152—2016,分析对比了VDV 152和标准EN13749中有关低地板车辆强度载荷的区别。基于VDV152—2016对某型100%低地板车辆非动力转向架构架进行了静强度和疲劳强度有限元分析计算。计算结果表明,该低地板车辆构架满足VDV 152—2016对静强度和疲劳强度的安全评估要求。

摘要：小轮径转向架技术是驼背运输车辆的关键技术,小轮径低地板驮背车车轮型面磨耗问题严重,对其动力学性能造成严重影响,为了进一步提升其服役性能,对小轮径低地板驮背车车轮型面进行优化设计。首先建立小轮径低地板驮背车动力学模型,然后利用轮径差反向设计方法对车轮型面进行优化,最后利用车辆动力学模型对优化后型面的车辆动力学性能和磨耗特性进行验证分析。结果表明,优化后型面进一步降低了车轮等效锥度,同时减小了轮轨法向接触应力。通过对比优化前后动力学特性,优化后车轮型面有效提升了空重车状态下的临界速度,空车临界速度较LM踏面提高23.3%,重车临界速度较LM踏面增大17.54%。同时优化后型面有效提升了车辆的平稳性和曲线通过性能,最后利用车轮磨耗模型计算了直线段和曲线段的车轮磨耗,优化后曲线外侧车轮磨耗最大深度减小54.8%,曲线内侧车轮磨耗最大深度减小48.13%,型面优化可以有效减小小轮径低地板驮背车直线段和曲线段的车轮磨耗,为抑制车轮磨耗,提升服役性能具有重要作用。