轉8A型轉向架側架疲勞壽命分析

1、試驗研究鐵道車輛 第 41 卷第 10 期 2003 年 10 月文章編號: 100227602 (2003) 1020011206轉 8A型轉向架側架疲勞壽命分析劉德剛1 , 楊愛國2, 李鐵3(1. 四方車輛研究所 技術研究部, 山東 青島 266031;2. 齊齊哈爾鐵路車輛 (集團) 有限責任公司 技術中心, 黑龍江 齊齊哈爾 161002;3. 沈陽鐵路局 丹東車輛段, 遼寧 丹東 118000)摘 要: 介紹了用有限元技術對轉 8A 型轉向架側架進行疲勞壽命分析的過程和結果, 并對側架疲勞壽命分析提出 了幾點看法。關鍵詞: 貨車轉向架; 轉 8A 型; 側架; 疲勞壽命; 分析中圖

2、分類號: U 270. 331+ . 8文獻標識碼: B目前, 我國鐵路貨車大量使用轉 8A 型轉向架, 其 側架是鑄造件, 運用過程中經(jīng)常產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。隨 著列車運行速度的提高, 側架疲勞問題日益突出, 有必 要對其疲勞性能進行進一步的研究。隨著計算機技術和疲勞理論的開展, 對側架這種 幾何結構復雜的構件進行有限元分析時不再使用板殼 單元, 而是首先建立三維 CAD 模型, 更好地模擬其幾 何結構 (尤其是其局部細微部位) , 并使用高階單元來 劃分結構, 應力計算的結果也更加準確。對構件進行疲 勞壽命研究的手段也由以往的單點疲勞分析開展到與 有限元技術相結合的結構全場疲勞壽命分析。在進

3、行疲勞壽命分析時, 首先使用 I2D EA S 軟件 對側架進行三維實體建模和有限元靜應力分析, 然后 在此根底上使用 FE 2FA T IGU E 分析其疲勞壽命。1側架的有限元靜應力分析1. 1 CAD 模型和有限元模型由于轉 8A 型轉向架側架的生產(chǎn)廠家很多, 使得 側架的幾何形狀多種多樣。 筆者選用了 1 種典型幾何收稿日期: 2003203218作者簡介: 劉德剛(19722) , 男, 工程師。形狀的側架進行分析。首先使用 I2D EA S 軟件建立側架的三維 CAD 模 型, 見圖 1。圖 1 轉 8A 型轉向架側架三維實體造型根據(jù)幾何結構和載荷的對稱性可知, 側架上對稱 面對稱

4、部位的位移也是對稱的。為了減少計算工作量, 只取側架的一半進行分析, 并在一定的計算工作量基 礎上劃分更細的網(wǎng)格, 更好地模擬側架各部位的位移 場以提高計算精度。 采用 10 節(jié)點高階等參次參四面 體單元劃分有限元網(wǎng)格。半個側架共劃分為 94 125 個單元, 產(chǎn)生了 167 547 個節(jié)點。存在應力集中部位單元 的名義長度為 2 mm , 其余部位為 16 mm。 另外, 建立 連接輪對軸線和導框頂面的 2 組剛性單元, 用于模擬 側架受力過程中隨軸箱一起繞輪對軸線的轉動情況。有效地抑制了車體的側滾, 提高了轉向架的臨界速度, 改善了車輛在直線上的橫向性能。4結束語交叉支撐型、擺動型、謝菲爾

5、徑向型等新型提速貨 車轉向架采用的技術既提高了轉向架的動力學性能, 又提高了易磨易損件的耐磨性, 延長了轉向架的檢修 期限和使用壽命, 這些都標志著當前我國貨車轉向架 的整體技術性能指標有了綜合性的提高, 從而為我國鐵路貨物列車的全面提速創(chuàng)造了條件。參考文獻: 1 ?鐵路貨車交叉支撐轉向架?編委會. 鐵路貨車交叉支撐轉向架M . 北京: 中國鐵道出版社, 2002. 2 潘樹平. 25 t 軸重擺動式貨車轉向架的研制J . 鐵道車輛, 2002, 40 (3) : 2326.J 王 璞. 徑向轉向架介紹J . 鐵道車輛, 2002, 40 (4) : 2526.(編輯: 李萍)鐵道車輛 第 4

6、1 卷第 10 期 2003 年 10 月單元的劃分和設置見圖 2。圖 2 側架的單元劃分和設置情況實際運行中側架承受的載荷較復雜, 有限元分析 時一般將其簡化為簡單的垂向載荷和橫向載荷。 參照 TB T 13351996?鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規(guī) 范?(以下簡稱?標準?) , 在進行應力分析時, 側架的垂 向載荷取 27817 kN , 橫向載荷取 7413 kN , 分別作用 在彈簧承臺與枕簧的接觸面和立柱面上。 垂向載荷作 用時, 在半模型的對稱面上加對稱約束, 并約束剛性單 元下節(jié)點的垂向線位移自由度; 橫向載荷作用時, 在半 模型的對稱面上加對稱約束, 并約束內(nèi)側導框面的橫 向線

7、位移自由度。1. 2線性靜態(tài)分析的應力結果有限元分析直接給出了節(jié)點或單元上的 6 個應力 分量, 還可以給出 3 個主應力及當量應力。用不同的應 力來進行疲勞壽命分析得到的結果是不同的。 本文采 用絕對值最大主應力法進行計算。 該方法是把各個時 刻模型上任一點的絕對值最大主應力構成的應力2時 間歷程作為疲勞壽命分析的名義應力。 表 1 列出了側 架上疲勞損傷量最大的前 5 個節(jié)點及其所在部位在垂 向和橫向載荷單獨作用時的絕對值最大主應力。 為敘 述方便, 將這些部位分別給予編號: 制動梁滑槽側的彈 簧承臺拐角部位為 C 1, 三角透視孔下邊緣為 C 2, 無滑 槽側的彈簧承臺拐角為 C 3,

8、承載鞍導框內(nèi)彎角為 C 4, 導框上部的圓孔邊為 C 5。表 1 5 個節(jié)點的絕對值最大主應力kN計算結果說明, 在相應的載荷作用下, 側架上的應 力水平超出?標準?中規(guī)定的材料的許用應力。 可以這 樣認為,?標準?中有關側架靜強度要求的規(guī)定是以材 料力學的有關理論為根底而制定的, 材料力學分析得 到的應力為名義值, 而有限元分析的結果為局部值, 所 以計算結果中局部應力集中部位的應力往往會超出鐵 標中規(guī)定的材料的許用應力。另外, 有限元分析結果有時與試驗結果之間有出 入。 筆者認為, 除試驗和計算誤差因素外, 還應從 2 個 方面來解釋。 首先, 在幾何結構方面, 有限元分析采用 的側架的

9、CAD 模型是按照圖紙上的名義尺寸創(chuàng)立 的, 是不考慮公差的完美結構, 而實際被試的側架尺寸 與設計圖紙有差異; 另外, 在加載和約束方面兩者也存 在差異, 比方, 有限元分析可以把載荷均勻地施加到枕 彈簧座上進行線性分析, 而試驗時載荷通過載荷動作 器的壓頭施加到枕彈簧座上, 在施加垂向載荷時, 側架 的變形與動作器壓頭的變形不協(xié)調(diào), 為一非線性過程。2材料和構件的 S -N 曲線疲勞壽命分析的名義應力法即 S 2N 法是對試驗 數(shù)據(jù)的歸納, 沒有嚴格的理論作根底, 因此, 使用名義 應力法不可能得到準確的結果。但是, 名義應力法要求 輸入的參數(shù)較少, 具有簡單易行的特點, 在工程上有著 廣

10、泛的應用。 筆者也使用名義應力法對側架的壽命進 行計算。轉向架的鑄造材料原為 ZG230450, 2000 年全 路推廣使用B 級鋼。 因此, 將針對這 2 種材料來計算 側架的疲勞壽命。文獻 1 中介紹了 ZG230450 材料小試樣疲勞 試驗, 試樣尺寸為 7152 mm 165 mm , 其外表為精加 工, 試驗加載頻率為 5 000 rm in, 應力比為- 1; 文獻 2 中介紹了 B 級鋼材料小試樣疲勞試驗, 試樣的厚 度為 8 mm , 寬度為 16 mm , 外表為粗機加工, 試驗頻 率為 7116 H z, 應力比為- 1, 加載方式為 4 點彎曲。本 文的壽命分析使用這 2

11、 個試驗所提供的 50%、90%、 95%、99%、99. 9% 可靠度下材料的 S 2N 曲線。材料和構件的應力2壽命曲線即所謂的 S 2N 曲損傷最大的170706C1176. 5435. 83176082C2149. 2846. 58181873C3148. 7529. 02196657C4137. 21- 23. 25前 5 個節(jié)點節(jié)點所在的部位垂向載荷單獨作用下絕對值最大主應力橫向載荷單獨作用下絕對值最大主應力線, 一般用Basqu in 公式來描述。 構件的 S 2N 曲線可 由材料的 S 2N 曲線經(jīng)過疲勞強度降低系數(shù) K f 的調(diào)整 來得到。 由于在雙對數(shù)坐標系中的Basqu

12、in 關系式表 示為一條直線, 可以根據(jù) 2 個點的坐標值來確定這條 直線, 第 1 點的橫坐標是 103 循環(huán), 縱坐標是材料在該 點的循環(huán)應力幅; 第 2 點的橫坐標是 106 循環(huán), 縱坐標 219837C 5- 158. 41- 69. 39 12是構件在 106 循環(huán)處的條件疲勞極限。 這個值是將材 料的疲勞極限 (在 107 循環(huán)處的條件疲勞極限) 用疲勞轉 8A 型轉向架側架疲勞壽命分析 劉德剛, 楊愛國, 李 鐵強度降低系數(shù) K f 進行調(diào)整得到的。另外, 根據(jù) E. H aibach 的MM 法那么, 將 S 2N 曲線在大于 106 循環(huán)的局部按- | b| (b 為 Ba

13、squ in 指2- | b|數(shù)) 的斜率往下延伸, 以考慮小應力幅值循環(huán)對壽命的影響。3構件上各點的應力應變響應與載荷2時間歷 程以往受計算機軟硬件水平的限制, 計算構件的疲 勞壽命多使用等幅或分級程序載荷譜。 筆者那么直接使 用實測的載荷2時間歷程進行壽命計算。側架是在動載荷作用下工作的, 嚴格說來構件上各點的應力應變響應與作用在構件上的載荷并非成線 性關系。線路的激擾頻率和車輛系統(tǒng) (各個零部件作為 剛體) 的固有頻率一般在 10 H z 以內(nèi), 使用有限元對側 架進行模態(tài)分析可知其自振頻率都在 100 H z 以上, 遠 高于線路的激擾頻率和車輛系統(tǒng)的響應頻率 (幾到十 幾赫茲)。由振

14、動理論可知, 在這種情況下, 側架上各部 位的響應振幅動力放大系數(shù)接近 1, 響應的相位差接近 0, 可以近似地認為輸入側架的動載荷與其動應力 應變響應之間是同相位同頻率的, 且其幅值之比為定 值。 該值等于靜載荷與靜應力應變之間的比例系數(shù), 這就是所謂的準靜態(tài)法。這樣, 計算側架上各點的應力應變響應時, 就可以 根據(jù)靜態(tài)線性疊加的概念, 用式 (1) 計算構件上各點 ( 有限元模型上的節(jié)點) 的應力分量2時間歷程而不必 進行瞬態(tài)分析, 大大減少了計算工作量。nx y ( t) = 2 P i ( t) ix y st P ist(1)1式中: x y ( t) 構件上任何一點應力分量2時間歷

15、程;P i ( t) 施加在構件上第 i 個載荷的載荷2時間 歷程 (載荷譜) ;P ist 有限元分析時第 i 個載荷的載荷值;ix y st 在第 i 個載荷單獨作用下構件上任何 一點的應力分量;n 作用于構件上的載荷總數(shù)。 由于全路敞車和罐車的保有量最多, 所以選擇這2 種車型作為測試的對象, 獲得了在空車和重車 2 種 運行條件下轉 8A 型轉向架側架上幾個部位的應變譜 (測試垂向力和橫向力)。 將采集到的原始應變數(shù)據(jù)使 用 nSoft 軟件進行頻譜分析, 確定使用 40 H z 截止頻 率對其進行低通濾波, 然后再乘以靜載荷與靜應力應 變之間的比例系數(shù)即可得到載荷2時間歷程。 用 S

16、 2N 方法計算構件的損傷時, 可以使用連續(xù)的載荷譜, 也可 以將連續(xù)的載荷譜分成假設干段分別用于計算, 再將各段的損傷相加。因此, 將原來連續(xù)的載荷譜按速度進行 分級, 每 10 km h 設一速度級, 把 10 km h 90 km h 分為 9 個速度級, 每個速度級中的載荷信號又按照直 線與曲線運行里程之比約為 41 (敞車載荷信號與罐 車載荷信號之比約為 8515) 的比例進行調(diào)制, 共獲 得了空重車分速度級載荷信號 18 段。 最終獲得的這 18 段分速度級載荷2時間歷程就可以直接用于疲勞壽 命的計算了。4 側架上各點的應力狀態(tài)材料和構件的 S 2N 曲線都是建立在單軸應力狀 態(tài)根

17、底上的。而運用中的側架同時承受多個載荷作用, 而且這些載荷之間并沒有確定的比例關系。 這樣就使 得側架上的各點處于復雜的多軸非比例應力狀態(tài), 即 各點應力的主應力方向和各主應力之間的比例是變化 的。為了描述構件上某點的應力狀態(tài), 人們定義了“二 軸率的概念。所謂二軸率是指某點的絕對值最小主應 力與絕對值最大主應力之間的比值。 對承受動載荷作 用的構件, 其上各點的二軸率一般是隨著時間變化的。 在這種情況下, 描述其應力狀態(tài)就要使用統(tǒng)計的方法 給出各點在各個時刻的二軸率的均值和標準差。 分析 說明, 側架上各部位二軸率的平均值在- 0118 到 0116 之間, 二軸率的標準差小于 0105,

18、這說明側架根本處 于單軸應力狀態(tài)。分析結果同時說明, 側架上幾個損傷 最大部位的絕對值最大主應力的方向角的變動范圍為515?？梢哉J為, 絕對值最大主應力的方向是根本不 變的。其他速度級的載荷2時間歷程的分析結果也大致 如此。因此, 幾個損傷最大部位的應力狀態(tài)同單向拉壓 和旋轉彎曲等小試樣的被試部位的應力狀態(tài)是一致 的。5 非零應力均值的修正和M iner 損傷累積準 那么的應用一般材料和構件的 S 2N 曲線是對稱循環(huán)條件, 而 側架上任何一點的應力都是非對稱循環(huán)。為此, 在計算 過程中引入 Goodm an 經(jīng)驗公式對應力和均值進行修 正:(S a S n ) + (S m S u ) =

19、1(2)式中: S a 應力幅度;S n 循環(huán)應力均值為零時的應力幅;S m 應力均值;S u 材料的拉伸極限。 使用分速度級載荷譜對側架的壽命進行計算時,先求得每種速度級下車輛每運行單位里程 (取為 1 萬13鐵道車輛 第 41 卷第 10 期 2003 年 10 月km ) 側架的損傷量, 再將各速度級的損傷量分別乘以 各速度級的比重 (某速度級的比重是指車輛以該速度 運行的里程數(shù)占運行總里程的百分比) 后求和再取倒 數(shù)就可以得到側架的壽命, 見式 (3) :nL = 12 D i P i(3)i= 1式中: i 各個速度級;n 最高運行速度級;D i 第 i 級速度級運行單位里程發(fā)生的損

20、傷 量, (萬 km ) - 1;P i 第 i 級速度級的比重;L 構件的壽命, 萬 km。 隨著車輛運營速度的不斷提高, 各個速度級的比重也在不斷變化。在線路條件、軸重和車輛懸掛根本不 變的情況下, 計算不同的運營速度下側架的壽命只需 變化一下式 (3) 中的 P i 值就可以了, 無需運行疲勞壽 命分析程序。6 計算結果分析結果說明, 空車運行對側架產(chǎn)生的損傷極小, 可以忽略不計。 本文將重點分析重車運行時各個速度 級下側架的損傷和壽命。6. 1 一定存活率和一定疲勞強度降低系數(shù)時側架疲 勞壽命計算結果分析在對側架疲勞壽命進行計算時, 可靠度取 95%。 參照美國的有關資料, 考慮到我國

21、的實際情況, 將疲勞 強度降低系數(shù)取為 1155。由于B 級鋼試樣的尺寸、外表狀態(tài)及加載方式與ZG230450 試樣不同, 以 ZG230450 試樣為參照標 準, 將 B 級鋼試樣看作一個構件, 計算其疲勞強度降 低系數(shù), 以此來推算 B 級鋼側架的疲勞強度降低系 數(shù)。B 級鋼試樣的斷面為矩形且有效尺寸較大, 參照 有關資料, 尺寸系數(shù)取 0182, 外表加工系數(shù)取 0188。綜合考慮尺寸系數(shù)與外表加工系數(shù), 將B 級鋼試 樣的疲勞強度降低系數(shù)取為 11386。假設 ZG230450 側 架的疲勞強度降低系數(shù)取 1155, 那么 B 級鋼側架的疲勞 強度降低系數(shù)應取 11118。計算結果說明

22、, 在不同的速度級下, 側架上的損傷 強弱分布是固定的, 所繪制的損傷分布圖見圖 3、圖 4。 圖中給出了重載條件下車輛以 60 km h 速度級運行 15189 km 時 ZG230450 側架上各個部位產(chǎn)生的損 傷量。 損傷較為嚴重的部位依次為制動梁滑槽側的彈 簧承臺拐角、三角透視孔下邊緣、無滑槽側的彈簧承臺 拐角、承載鞍導框內(nèi)彎角、導框上部的圓孔邊。表 2 列14出了車輛每運行 1 萬 km 這 5 個部位的損傷量。B 級 鋼側架的損傷分布規(guī)律與此相同。圖 3 60 km h 速度級運行 15189 km 時彈簧 承臺拐角及三角透視孔處產(chǎn)生的對數(shù)損傷量圖 4 60 km h 速度級運行

23、15189 km時導框內(nèi)彎角處產(chǎn)生的對數(shù)損傷量表 2 側架 5 個部位的損傷量損傷最大的前 5 個節(jié)點損傷量(萬 km ) - 1) 1707064. 781 510- 31760827. 674 210- 41818732. 522 610- 41966571. 316 210- 42198378. 154 110- 5圖 5 繪制了 ZG230450 側架和B 級鋼側架上滑 槽側彈簧承臺拐角處的損傷量隨速度級變化的關系。 從圖 5 可以看出, 隨著運行速度的變化, 損傷量波動較 大。以 ZG230450 側架為例, 當速度從 20 km h 提高 到 40 km h 時, 每運行萬公里所產(chǎn)

24、生的損傷量卻由 211610- 4 提高到 612710- 3 , 增加了近 30 倍, 即壽命減少近 30 倍。損傷量并非隨著運行速度的提高而單調(diào)地增加, 而是在 40 km h、60 km h 與 80 km h 左右出現(xiàn)損傷 頂峰。這有 2 個方面的原因: 一是由于車輛系統(tǒng)是一個轉 8A 型轉向架側架疲勞壽命分析 劉德剛, 楊愛國, 李 鐵多自由度振動系統(tǒng), 有其本身的固有頻率, 在某些速度 級下運行時線路的激擾頻率接近車輛的固有頻率, 于 是引發(fā)共振, 從而導致車輛零部件的動載荷加大, 進而 增大了損傷量; 二是由于車輛在線路上的運行速度是 與路況密切相關的, 低速度級對應著惡劣的線路

25、條件, 如小的曲線半徑和多道岔, 而高速度級對應著良好的 線路條件, 如多直線段、大的曲線半徑及較少的道岔, 從而使得高速度級可能產(chǎn)生小的損傷量, 而低速度級 反而發(fā)生大的損傷量。95%、不同疲勞強度降低系數(shù)時 ZG230450 側架的 疲勞壽命見圖 6; 存活率 95%、不同疲勞強度降低系數(shù) 時B 級鋼側架的疲勞壽命見圖 7。 疲勞強度降低系數(shù) 的變化主要反映了金屬內(nèi)部缺陷程度 (如裂紋、氣孔、 夾雜、縮孔) 和相對于設計形狀的局部幾何偏差程度 (如飛邊、臺階、鏟鑿痕跡) 的變化。圖 5 ZG230450 側架及B 級鋼側架滑槽側承簧臺 拐角處的損傷量隨速度級變化的關系曲線參照 1992 年

26、四方車輛研究所進行載荷譜統(tǒng)計時 的有關數(shù)據(jù), 結合鐵道部運輸局給出的統(tǒng)計結果, 給出 了近期內(nèi)全路貨車運行速度的分布情況, 見表 3。 表 3 鐵路貨車運行速度分布情況 速度級(km h- 1)10 20 30 40 50 60 70 80 90以該速度級運行的里程占0. 5 2512 35 30 105 0. 5總運行里程的百分數(shù)%將表 2 中所列的各個速度級下的損傷量與表 3 中 對應的各速度級的比重相乘再相加, 就得到在混合速 度級運行單位里程各個部位產(chǎn)生的損傷量, 其倒數(shù)就 是該部位的疲勞壽命 (單位為萬 km )。顯然, 最危險部位的壽命就代表了整個側架的壽 命。經(jīng)計算, 制動梁滑槽

27、一側的彈簧承臺拐角部位的損 傷量, ZG230450 側架為 41781 510- 3 (1萬 km ) ,B 級鋼為 31684 8 10- 3 ( 1萬 km ) , 其倒數(shù)分別為209114 萬 km 和 271139 萬 km , 這個值是完全重車狀 態(tài)下運行的壽命。 假設將實際運營中空重車的運行里程 比取為 3565, 那么 ZG230450 側架總的使用壽命 為 321175 萬 km , B 級鋼側架的壽命為 417152 萬 km , 按照每年運行 10 萬 km 計, 那么 ZG230450 側架的使 用壽命為 321175 年, B 級鋼側架的壽命為 411752 年。 6

28、. 2 一定存活率下不同疲勞強度降低系數(shù)時側架疲勞壽命計算結果按照上面所述的計算過程計算了一定存活率下不 同 疲勞強度降低系數(shù)時側架的疲勞壽 命。 存活率圖 6 存活率 95%、不同疲勞強度降 低系數(shù)時 ZG230450 側架的疲勞壽命從圖中可以看出, 在長壽命區(qū), 疲勞強度降低系數(shù) 的微小變化會引起側架疲勞壽命的劇烈變化; 而在短 壽命區(qū), 疲勞壽命隨著疲勞強度降低系數(shù)的變化趨緩。6. 3一定疲勞強度降低系數(shù)下不同存活率時側架疲 勞壽命計算結果一定疲勞強度降低系數(shù) ( ZG230450 側架 為1155, B 級鋼側架為 11116) 存活率分別為 50%、90%、99%、9919% 時,

29、側架的疲勞壽命與存活率為 95% 的 計算結果列于圖 8。圖 7 存活率 95%、不同疲勞強度降 低系數(shù)時B 級鋼側架的疲勞壽命圖 8 不同存活率時 ZG230450側架和B 級鋼側架的疲勞壽命從 圖 8 可以看出, 存活率由 50% 增大到 9919%15試驗研究鐵道車輛 第 41 卷第 10 期 2003 年 10 月文章編號: 100227602 (2003) 1020016204L o nW o rk s 網(wǎng)絡在我國鐵路客車上的應用姜洪亮, 郭秀偉, 李國平(四方車輛研究所 電氣研發(fā)中心, 山東 青島 266031)摘 要: 介紹了L o nW o rk s 網(wǎng)絡技術在鐵路客車上的應用

30、情況。運用結果說明, L o nW o rk s 網(wǎng)絡列車監(jiān)控系統(tǒng)具有成 本低、可靠性好及網(wǎng)絡穩(wěn)定等優(yōu)點, 適合在旅客列車上推廣使用。關鍵詞: L o nW o rk s; 網(wǎng)絡; 客車中圖分類號: U 270. 38+ 1文獻標識碼: B隨著我國鐵路客車檔次的不斷提高, 客車上所用 的電氣設備也越來越多, 因此, 全面、準確地掌握各種 電氣設備的信息, 惟有借助于網(wǎng)絡技術。1L onW orks 網(wǎng)絡簡介L o nW o rk s 網(wǎng)絡技術是美國 Eche lo n 公司于 1990 年 12 月推出的一種現(xiàn)場總線技術。LON (L ocal Ope2 rat io n N e tw o r

31、k) 為局部控制網(wǎng)絡, 具有現(xiàn)場總線技術收稿日期: 2003206201作者簡介: 姜洪亮(19722 ) , 男, 工程師。的一切特點。L o nW o rk s 網(wǎng)絡技術符合 IEEE1473 和 E IA 709 標準, 支持不同的通訊介質, 如雙絞線、 電力線、無線電、同軸電纜、紅外線等。這種網(wǎng)絡為對等 式的通訊網(wǎng)絡, 無主節(jié)點, 實時性好, 可靠性高。L o nW o rk s 網(wǎng)絡技術近幾年在國內(nèi)外得到了廣泛 應用, 并被美國、歐洲等國家和地區(qū)的一些行業(yè)制定為 工業(yè)控制網(wǎng)絡標準, 特別是在樓宇自動化、工業(yè)自動 化、交通運輸、家庭與公用事業(yè)自動化等領域應用最為 廣泛。 我國鐵路也將L

32、 o nW o rk s 網(wǎng)絡作為列車通信網(wǎng) 絡標準之一。時, 側架的疲勞壽命在 500 萬 km 600 萬 km 與 200萬 km 300 萬 km 之間變化。7結論(1) 側架的最危險部位在制動梁滑槽側彈簧承臺 的拐角處, 其次在導框內(nèi)彎角處, 這與側架的疲勞試驗 結果是一致的。 ZG230450 側架疲勞強度降低系數(shù) 取 1155 時, 其疲勞壽命計算結果為 321175 年。根據(jù)實 際測試結果編制的貨車載荷譜試驗結果中, ZG230 450 側架疲勞壽命為 3613 年, 這說明疲勞計算結果和 試驗結果是比擬吻合的, 即基于有限元技術的疲勞壽 命計算結果是有一定參考價值的。這樣,

33、在產(chǎn)品開發(fā)階 段可采用該項技術來預測零部件的疲勞壽命, 繪出構 件的壽命 (損傷) 分布圖, 使其壽命 (損傷) 分布情況一 目了然, 并可進行基于疲勞壽命的優(yōu)化設計, 大大縮短 產(chǎn)品的開發(fā)周期。( 2) B 級鋼側架的疲勞壽命比 ZG230450 側架 長, 這說明B 級鋼的抗疲勞性能優(yōu)于 ZG230450。( 3) 側架上不同部位的壽命相差很大, 應力集中 區(qū)域的壽命與其他部位的壽命往往相差假設干數(shù)量級。 因此, 應力集中部位的鑄造質量直接決定了整個側架16的疲勞壽命。 建議生產(chǎn)廠家在構件的鑄造過程中優(yōu)先 保證應力集中部位的鑄造質量。( 4) 側架上裂紋發(fā)生概率最高的部位在導框頂 面。 在

34、該部位產(chǎn)生裂紋的側架占所有統(tǒng)計到的產(chǎn)生裂 紋側架總數(shù)的 50% 左右。 由此可見, 大量的疲勞損傷 問題發(fā)生在這些接觸部位。 這些部位的疲勞屬于接觸 疲勞, 其損傷機理不同于常規(guī)疲勞, 使用常規(guī)的疲勞理 論來分析接觸部位的疲勞壽命顯然不會得到合理的結 果, 所以應加強對零部件間接觸部位的接觸疲勞研究。參考文獻: 1 北方交通大學. 轉 8A 轉向架鑄鋼材料疲勞性能試驗報告 R .2002. 2 四方車輛研究所. 轉向架構架、側架、搖枕材質的疲勞極限及 P 2S 2N 曲線的測定報告R . 1991. 3 施治才, 侯衛(wèi)星, 等. 貨車轉向架疲勞強度標準R . 青島: 四方車 輛研究所, 198

35、9. 4 nCode T echnical R eference Book Z . 1998. 5 徐 灝. 疲勞強度M . 北京: 高等教育出版社, 1988. 6 邢鴻麟. 轉 8A 轉向架搖枕、側架裂紋調(diào)查分析報告R . 青島: 四 方車輛研究所, 1998.(編輯: 李萍)ABSTRACTD iscuss ion of the D evelopm en t of D epressed Cen ter Fla t Cars in Our Coun tryJU X iao 2ran(m ale, bo rn in 1959, sen io r engineer, P roduct D ev

36、e lopm en t D epartm en t of H arb in Ro lling Stock W o rk s, H arb in 150010, Ch ina)Abstract: T he deve lopm en t p rocess of dep ressed cen ter f la t cars in ou r coun t ry is review ed. T he ex ist2 ing condit io n s and m ain p rob lem s in the dep ressed cen ter f la t cars are described. A

37、nd suggest io n s fo r deve lopm en t of the cars are given.Key words: dep ressed bo t tom gondo la car; tech2n ica l param eter; reviewSevera l Suggest ion s on Pa ssenger Cars for Q ingzang Ra ilwayR EN J ian(m ale, bo rn in 1960, sen io r engineer, L ocom o2 t ives & Ro lling Stock Sect io n of C

38、h ina N o rthern L o 2 com o t ives & Ro lling Stock Indu stry Group Co rp. , Beijing 100038, Ch ina)Abstract: O n the basis of the featu res of the en2 vironm en ta l condit io n s a lo ng Q ingzang R ailw ay and the requ irem en ts of the special environm en t on pas2 senger cars, the m ain resear

39、ch po in ts and key tech2 n iques in passenger cars fo r Q ingzang R ailw ay are po in ted ou t, several suggest io n s are given fo r devel2 opm en t of the passenger cars.Key words: Q ingzang R ailw ay; passenger car; key techn ique; suggest io nBr ief In troduct ion of New Techn iques Appl ied on

40、 Bog ies of Speed Increa sed Fre ight CarsH E N ing(fem ale, bo rn in 1971, engineer,M anagem en t and M arket Sect io n of Q ishuyan L ocom o t ives & Ro lling Stock W o rk s, Changzhou 213011, Ch ina)Abstract: Som e new techn iques app lied at p re2sen t in the th ree new types of speed increased

41、freigh t car bogies of cro ss2b raced type, t ilt ing type and Sheffield radial type are described.Key words: speed increased freigh t car; freigh t car bogie; cro ss2b raced; radial bogieAna lysis of the Fa t igue Serv ice L ifeof the S ide Fram es of Zhuan 8A Type Bog iesL IU D e2gang, et a l.(m a

42、le, bo rn in 1972, engineer, T echn ica l R e2 search D epartm en t of Sifang Ro lling Stock R esearch In stitu te, Q ingdao 266031, Ch ina)Abstract: T he p rocess and resu lt s of the fatigue service life analysis on the side fram es of Zhuan 8A bogies w ith the f in ite elem en t techno lo gy are

43、de2 scribed, and several view po in ts on the analysis of the fatigue service life of the side fram es are given.Key words: freigh t car bogie; Zhuan 8A type; side fram e; fatigue service life; analysisAppl ica t ion of L onW orks Network on Ra ilway Pa ssenger Cars in Our Coun tryJ IAN G Hong2liang, et a l.(m ale, bo rn in 1972, engineer, E lectrical R e2 search and D eve lopm en t Cen ter of Sifan