【碩士】新型地鐵轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)分析與測試【2008】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：機械工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：上海交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2008年　　轉(zhuǎn)向架是城市軌道車輛走行部分，對列車運行安全具有重要影響，而構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架最主要的部件,承受和傳遞各種作用力及載荷。上海地鐵一、二號線列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架經(jīng)過3—5 年時間運營后，相繼在電機吊座、齒輪箱吊桿座、牽引拉桿座發(fā)生裂紋，后雖經(jīng)局部結(jié)構(gòu)補強，現(xiàn)仍在上述部位發(fā)現(xiàn)裂紋，除此之外，橫向止擋座及橫梁等部位也出現(xiàn)了裂紋，給列車安全運行帶來嚴重隱患。為找出構(gòu)架頻繁發(fā)生裂紋的原因，有必要通過對列車轉(zhuǎn)向架進行加速度測試和構(gòu)架動應(yīng)力測試，掌握列車在線路上實際運行的載荷工況，并有針對性的設(shè)計滿足列車實際使用要求的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架?！　⊥ㄟ^對現(xiàn)今國內(nèi)外軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)類型、設(shè)計理念、強度評價、試驗標準等內(nèi)容進行調(diào)研，針對現(xiàn)有構(gòu)架出現(xiàn)裂紋的部位，在線路上進行構(gòu)架實際載荷的測試，對測試數(shù)據(jù)采用雨流法統(tǒng)計，掌握構(gòu)架的實際運用狀況，為新設(shè)計的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架參數(shù)確定提供依據(jù)。為提高新設(shè)計構(gòu)架的強度，新構(gòu)架在原Duewag 構(gòu)架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進行了大面積的改進，在確保原有零部件安裝接口均不變的前提下，采用了抗扭能力大的圓管作為橫梁，同時對電機吊座、齒輪箱吊座、牽引拉桿座及橫向止擋座進行了改進。　　本文首先對新設(shè)計的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的各主要結(jié)構(gòu)采用簡支梁進行簡化計算，在確定每一部位上不同截面的面積及斷面慣性矩后，通過第四強度理論公式計算各斷面內(nèi)的應(yīng)力并進行評定。隨后建立了新設(shè)計構(gòu)架的有限元分析模型，對構(gòu)架的靜強度和疲勞強度進行分析。依據(jù)UIC615-4規(guī)范、古德曼（Goodman）曲線和屈服極限σs分別進行了運用靜載荷、疲勞載荷及超常靜載荷工況強度計算及評定。計算結(jié)果表明,新設(shè)計構(gòu)架滿足UIC615-4 規(guī)范對構(gòu)架強度的要求, 構(gòu)架各部位滿足疲勞強度要求。　　最后以UIC615-4 標準為基礎(chǔ)并考慮上海地鐵車輛轉(zhuǎn)向架實際運行工況經(jīng)驗擬定試驗程序，施加在線試驗所測得的載荷進行關(guān)鍵部位的強度試驗，通過磁粉和超聲波探傷檢查后沒有發(fā)現(xiàn)裂紋產(chǎn)生。　　研究及試驗結(jié)果顯示：新型轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的強度試驗結(jié)果與有限元分析結(jié)論吻合，滿足上海地鐵現(xiàn)有的運營條件和要求?！　?

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