抗侧滚扭杆支座的疲劳特性和结构优化设计

史华盛

上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240

抗侧滚扭杆支座的疲劳特性和结构优化设计

史华盛

上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240

抗侧滚扭杆是轨道车辆转向架上与空气弹簧协同工作，弥补空气弹簧抗侧滚刚度不足，减小车体柔性系数的重要装置部件。其主要由扭杆、扭臂、拉压杆和铰接元件组成。其中的支撑座是安装于转向架或者车体，支撑扭杆的重要零件，其结构多种多样，疲劳寿命十分关键。本文使用计算机仿真软件ANSYS WORKBENCH 15.0对支撑座的结构进行了仿真，预测其疲劳寿命和失效模式，并分析了结构参数和材料对寿命的影响作用。最后对支撑座结构作优化设计，并制作实际样品进行工况试验，验证其效果是否符合优化设计。

抗侧滚扭杆 支撑座 疲劳寿命 优化设计

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随着高速铁路的不断发展，车辆的运行速度不断提高，对车辆的运行稳定性和舒适性提出了更高的要求。空气弹簧的使用大大增加了车体的柔性，其特点是低刚度、径向变形能力强、高度不随载荷变化。[1][2]但其也有一定的缺点，就是它在柔性系数增大的同时，也降低了它的抗侧滚刚度，加大了其侧滚角，同样的载荷情况下，有更高的侧翻风险。因此，抗侧滚扭杆可以大大提高其抗侧滚刚度，减小其侧滚角，同样载荷情况小，较小了它的侧翻风险。抗侧滚扭杆是由扭杆、扭臂、拉压杆和铰接元件组成的部件。支撑座是支撑扭杆的重要零件，它一般由橡胶衬垫和金属底座组成，结构和功能基本和轴承类似，一般要求使用寿命10年，疲劳寿命N要求2×106次。……