高速动车组定位转臂载荷谱分布特征研究

朱海斌,李 强

(北京交通大学 机电学院,北京100044)

自2008年以来,我国多条高速铁路客运专线相继建成通车,高速铁路运输技术得到了飞速发展,但是当前发展高速列车仍有许多技术问题需要解决,特别是相关设计规范和试验评定标准尚不完善,需要进行大量的基础研究,从而形成符合我国高速铁路发展的标准和规范。因此建立高速列车关键部件的载荷谱[1-3],并研究其载荷分布特征十分必要。

为了确定定位臂的载荷分布特征,以动车组在我国某运行线路上的实测动应力数据为依据,载荷测试总里程约10 000 km,数据采集利用安捷伦E1401B数据采集系统完成,采样频率为500 Hz,完整体现列车在运行线路上的实际工况及其匹配情况。采用“准静态”法,通过有限元计算出定位转臂的准静态传递系数,识别出运行路段上的实际载荷,采用雨流计数法编制出对应的载荷谱,并研究其载荷特征,为后续的设计和可靠性分析提供重要依据。

1 分析计算准静态传递系数

由于该型动车组拖车和动车定位转臂的结构相同,所以涉及到该结构时不再注明动车还是拖车。建立三维实体模型;利用Hyper works对三维模型进行网格划分;在ANSYS中计算定位转臂的准静态传递关系,定位臂大端距离端面100 mm处施加约束,小端施加100 kN的横向载荷,如图1所示。材料属性值E=211 000 MPa,泊松比为0.3。

目前国内外结构部件载荷标定方法仍然采用应变测量法。对于结构部件、电桥组成的应变测量系统来说,系统输入为载荷(弯矩、剪力、扭力),系统的输出为应变。……