城轨地铁用车轴强度计算分析

童 乐，丁 毅，杜松林，张明如，赵 海，戴 俊

(1.马钢(集团)控股有限公司 安徽马鞍山 243000；2.马鞍山钢铁股份有限公司 轨道交通关键零部件先进制造技术国家地方联合工程研究中心 安徽马鞍山 243000)

随着城市规模的快速发展，城轨地铁已然成为城市轨道交通必不可少的交通方式，城轨地铁的行车安全性也随之备受人们关注。因为车轴是城轨地铁车辆转向架的主要承重零部件，所以车轴强度与城轨地铁的安全性和效率息息相关。城轨地铁运行线路较复杂，导致车轴的运行工况、受力情况同样多变，在承载车辆簧上重量的同时，牵引力、制动力以及来自线路的冲击载荷和通过曲线时横向作用于轮缘的导向力也是车轴需要承受的主要载荷。所以，为确保该城轨地铁用车轴在运用过程中的安全可靠性，在设计阶段有必要对该车轴开展计算分析并进行强度可靠性评估。

目前，国内外常用的轨道交通车辆动力、非动力车轴的强度计算方法是参照欧洲标准EN13103/EN13104中规定的内容进行分析，该标准给出了相应的材料力学分析方法用于车轴的强度计算，本文作者参照该方法针对某城轨地铁用车轴进行了分析，通过强度计算判断车轴轴型的适用性。

1 车轴受力分析模型

该城轨地铁用车轴是非动力车轴，轴型如图1所示。对于这种常规的非动力车轴，车轴的受力分析模型的载荷仅考虑簧上、簧下质量载荷和制动载荷这2种情况，这是因为基于以往丰富的计算经验可以发现，相对于制动，由牵引力引起的车辆负载很小，同时，车辆的制动工况和牵引工况不可能同时出现，因此一般情况车轴强度计算不考虑牵引力的影响。……