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高速列车转向架定位节点疲劳强度研究

兰清群

   高速列车越来越多的采用转臂式轴箱定位,轴箱与定位转臂合为一体,通过一端的橡胶节点与构架安装座相连。转臂式轴箱定位装置的特点是:无磨耗,利于维护;能实现不同的纵向和横向定位刚度,有效地抑制转向架的蛇行运动,易满足车辆横向运动性能的要求。橡胶节点能提供轴箱定位的纵横向刚度,但由于这种橡胶弹性元件的力学行为相当复杂,各种设计参数与结构性能之间的匹配十分困难,采用常规分析计算方法所进行的设计,事实上很难满足高速列车运行的安全要求。 本文结合国内外橡胶弹性元件研究的最新成果,通过车辆多体动力学仿真、有限元分析和疲劳强度分析等方法,对橡胶节点的种类、结构与性能、影响性能的因素进行了论述,对橡胶节点刚度及疲劳强度特性进行了详细分析。论文采用适用于定位节点的炭黑填充橡胶材料的本构模型,将拟合参数用于刚度分析及寿命预测中。得到了橡胶节点的径向、轴向及扭转刚度特性,并分析了预压量、橡胶硬度、橡胶金属外套结构形式对这三种刚度特性的影响规律。 论文将橡胶节点的模型输入动力学仿真软件SIMPACK中,得到橡胶节点刚度对车辆临界速度,运行平稳性指标,轮轨磨耗功的影响规律。论文还将橡胶节点有限元模型输入n-soft软件对橡胶节点疲劳寿命进行预测,得到橡胶节点的薄弱部位,并分析了预压量、橡胶层厚度、橡胶金属外套结构形式对节点疲劳寿命的影响。 本论文的主要贡献在于,综合车辆系统动力学、有限元分析和橡胶材料疲劳强度研究方法,系统研究了轴箱定位橡胶节点基本参数对动力学性能及其疲劳寿命的影响,为轴箱定位节点合理设计提供了理论基础。……   
[关键词]:高速列车;轴箱;橡胶节点;有限元;疲劳强度
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西南交通大学2009年