踏面磨耗对CRH2-300构架载荷特性影响研究
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摘要
构架是转向架的关键部件,承受垂向横向等多种载荷,研究踏面磨耗前后构架载荷特性,是准确地评价构架结构强度和运用安全性的关键之一,也是制定合理的镟轮周期、提高动车组运用水平的基础工作。
本论文以京津城际CRH2-300构架为研究对象,首先根据CRH2-300动力学参数,利用SIMPACK建立车辆系统动力学模型,仿真了在典型工况下踏面磨耗前后构架垂向和横向载荷时间历程。详细阐述了构架垂向载荷测试和横向载荷识别方案,通过线路实测获得了踏面磨耗前后构架载荷。分别从时域和频域比较分析了出站、直线、道岔等典型工况下踏面磨耗对CRH2-300载荷特性的影响,并与仿真载荷对比分析,验证了仿真结果中踏面磨耗对构架载荷的影响。将构架载荷分解为垂向、侧滚、扭转、点头、横向和摇头6个基本载荷系,编制了踏面磨耗前后基本载荷系的载荷谱,并对载荷谱进行分布拟合和统计推断。根据踏面磨耗前后横侧梁连接部的应力谱,计算了踏面磨耗前后的疲劳损伤,踏面磨耗对横侧梁连接部的应力具有显著的影响。
Bogie frame, bearing many loads including of vertical and lateral loads, is a key component of the bogie. Research on the effect of tread wear on load characteristics of bogie frame is the key work to calculate the structure strength and evaluate the operation safety, and which is also the foundation to improve the operation level of EMU.
Based on the bogie frame of CRH2-300 in dedicated passenger line between Beijing and Tianjin, vehicle system dynamics model was built using SIMPACK according to the dynamics parameters of CRH2-300. The load-time history was simulated under the new state and worn state of the tread in typical operating conditions. the test programs for lateral and vertical loads of the bogie frame are introduced. The loads, under the new state and worn state of the tread, were achieved through experiments. The test data were analyzed both in the time domain and in the frequency domain in order to evaluate the effect of tread wear on load characteristics of bogie frame. The effect of the tread wear on load characteristics of CRH2-300 bogie frame was verified by test result.
The loads of bogie frame were divided into six basic load series. The load spectrum of the basic load series and the statistical inference was carried out to describe the distribution law of loads spectrum. According to the stress spectrum in junction of cross beam and side beam, the fatigue damage was calculated and the result indicated that the tread wear had great influence on the junction.
本论文以京津城际CRH2-300构架为研究对象,首先根据CRH2-300动力学参数,利用SIMPACK建立车辆系统动力学模型,仿真了在典型工况下踏面磨耗前后构架垂向和横向载荷时间历程。详细阐述了构架垂向载荷测试和横向载荷识别方案,通过线路实测获得了踏面磨耗前后构架载荷。分别从时域和频域比较分析了出站、直线、道岔等典型工况下踏面磨耗对CRH2-300载荷特性的影响,并与仿真载荷对比分析,验证了仿真结果中踏面磨耗对构架载荷的影响。将构架载荷分解为垂向、侧滚、扭转、点头、横向和摇头6个基本载荷系,编制了踏面磨耗前后基本载荷系的载荷谱,并对载荷谱进行分布拟合和统计推断。根据踏面磨耗前后横侧梁连接部的应力谱,计算了踏面磨耗前后的疲劳损伤,踏面磨耗对横侧梁连接部的应力具有显著的影响。
Bogie frame, bearing many loads including of vertical and lateral loads, is a key component of the bogie. Research on the effect of tread wear on load characteristics of bogie frame is the key work to calculate the structure strength and evaluate the operation safety, and which is also the foundation to improve the operation level of EMU.
Based on the bogie frame of CRH2-300 in dedicated passenger line between Beijing and Tianjin, vehicle system dynamics model was built using SIMPACK according to the dynamics parameters of CRH2-300. The load-time history was simulated under the new state and worn state of the tread in typical operating conditions. the test programs for lateral and vertical loads of the bogie frame are introduced. The loads, under the new state and worn state of the tread, were achieved through experiments. The test data were analyzed both in the time domain and in the frequency domain in order to evaluate the effect of tread wear on load characteristics of bogie frame. The effect of the tread wear on load characteristics of CRH2-300 bogie frame was verified by test result.
The loads of bogie frame were divided into six basic load series. The load spectrum of the basic load series and the statistical inference was carried out to describe the distribution law of loads spectrum. According to the stress spectrum in junction of cross beam and side beam, the fatigue damage was calculated and the result indicated that the tread wear had great influence on the junction.
引文
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