chr2轉向架分析
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- 隨著對鐵路運輸速度要求的提高，鐵路運輸由傳統的機車牽引集中配置進入到動力分散配置的動車時代。轉向架構架是列車的重要組成部分，列車速度的提高使轉向架構架的工作條件更加惡劣，高速運營條件下列車的振動頻率增高；另外，為適應動車組輕量化的設計要求，構架的質量不斷減小，導致固有頻率也隨之減小，引起構架的彈性振動，從而造成構架疲勞。持續的交變應力給構架各零部件造成的疲勞損傷嚴重威脅著動車組的行駛安全。本課題的目標是利用計算機仿真技術，在設計階段完成對轉向架構架疲勞強度的校核，從而避免加工定型后的轉向架構架不滿足疲勞設計要求。
本文首先介紹了當前國內外對于焊接構架疲勞問題的研究現狀，并對CRH2轉向架構架的設計情況進行了簡單介紹，在分析了其動車轉向架構架的構成以及各部位零部件的作用后，利用SolidWorks三維實體建模軟件，參照設計過程中提供的數據及相關圖紙建立了CRH2動車轉向架構架的幾何模型。
列車的提速擴大了行駛線路的振動頻率范圍，為避免設計出的轉向架構架的固有頻率與外部激振頻率相接近而發生共振現象，分析CRH2動車轉向架構架的固有頻率以及振動位移情況，并計算高速運轉時列車輪對的轉動頻率，以檢驗設計出的轉向架構架的固有頻率是否滿足設計要求。
根據廠方提供的CRH2型動車組動車轉向架構架設計載荷，對轉向架構架在垂直靜載荷下的受力情況進行計算，并將計算出的構架最大應力值與其許用應力相比較，校核構架的受力情況是否滿足靜強度的設計要求。
接著，分別對18種動載荷工況下的轉向架構架受力情況進行了模擬，得到18種載荷分別作用時構架的應力分布情況，找到各工況下構架的最大受力部位，為接下來的疲勞強度評價奠定基礎。
根據模態分析以及18種工況下的應力分析結果，結合實際運營狀況，選擇構架上的關鍵危險點來對轉向架構架的疲勞強度進行評價。根據構架母材以及焊接部位的材料屬性繪制古德曼疲勞極限圖，計算關鍵危險點的平均應力和應力幅，找到各個關鍵危險點在疲勞極限圖中的位置，評價關鍵危險點的疲勞強度。最后，在此基礎上提出一種評價轉向架構架整體疲勞強度的方法，并利用Matlab語言進行簡單編程以實現該方法。
關鍵詞：焊接轉向架構架；疲勞強度；動載荷；古德曼疲勞曲線；有限元分析方法
論文類型：應用研究
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