铁道车辆转向架橡胶元件疲劳寿命研究现状

侯茂锐，宗仁莉

（1. 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心，北京 100081；2. 铁科院（北京）工程咨询有限公司，北京 100081）

1 背景

由于橡胶元件具有结构紧凑、刚度便于调节、质量轻、无磨损、非线性，且同时具有减振和隔振的功能，在铁道车辆转向架上得到广泛应用。随着高速列车、大功率机车、重载提速货车和城市轨道交通车辆的快速发展，促进了铁道车辆转向架悬挂系统大量采用高性能弹性元件。橡胶元件的广泛应用，能够提高车辆运行稳定性、平稳性、舒适性和安全性，降低运行噪声，减少磨耗件和磨损件，减轻轮轨磨耗。铁道车辆转向架上的橡胶元件主要用于弹簧装置与定位装置，此外车体与摇枕、摇枕与构件、轴箱与构架、弹簧支撑面等金属部件直接接触部位之间，也经常采用橡胶垫、衬套等橡胶元件。

铁道车辆的运行速度高，运行过程中需要频繁启动、加速、制动等，使得橡胶元件经常在较大静载荷、较长时间连续交变载荷环境下，各种载荷长期作用，使得机械部件容易发生疲劳断裂失效，占机械结构失效的 50%～90%[1]。疲劳失效之前并无明显征兆，具有很强的隐蔽性、突发性，是机械装备安全稳定运行的主要威胁。

文章对铁道车辆橡胶元件疲劳失效问题进行疲劳寿命预测和可靠性分析，准确预测橡胶元件的疲劳寿命，为铁道车辆检修、维修策略的制定提供理论支撑，在满足使用性能要求的同时，通过最低的维修成本实现车辆可靠性的最优化。……