209系列转向架结构补强及结构疲劳评估研究.doc

1S17417 硕士学位论文 209系列转向架结构补强及结构疲劳评估研究 A Study on 209 Series of Bogie Frame Structure Reinforcement and Structure Fatigue Assessment 作者：杨子森 导师：李强 北京交通大学 2010年6月学校代码：10004 密级：公开 中图分类号：U271 UDC： 629 北京交通大学 硕士学位论文 209系列转向架结构补强及结构疲劳评估研究 A Study on 209 Series of Bogie Frame Structure Reinforcement and Structure Fatigue Assessment 作者姓名：杨子森 导师姓名：李强 学位类别：工学 学科专业：车辆工程 学 号职 称：教授 学位级别：硕士 研究方向：结构强度 北京交通大学 2010年6月致谢 本人在读研究生期间，在学习上我的指导老师李强教授给予了热情的帮助， 同时他那严谨的治学态度使我深受教育。本论文从论文的选题、论文结构及整个 论文的完成都是在李老师精心指导和热情的关怀下完成的。在此谨向我尊敬的导 师??示深深的谢意！ 特别感谢缪龙秀老师，谢基龙老师、王文静老师、任尊松老师、刘志明老师 在我的学业和论文的完成中给予的精心指导和无私的帮助。同时感谢杨广雪博士、 朱宁博士、占彦、张双、李振平、张恒、徐国祥、郑福印等同学在我论文完成过 程中对我的帮助。 此外，论文工作还得到了唐山轨道客车股份有限公司在数据、试验等方面的 大力支持，在此对公司领导表示深深的谢意。 最后感谢我的家人，正是在他们默默的支持和鼓励下才使我顺利完成了学业。北京交通大学硕士学位论文 中文摘要 北京交通大学硕士学位论文 中文摘要 中文摘要 摘要：随着近几年我国客运不断的进行大规模提速，产生了一系列的疲劳破坏问 题，其中尤为突出的是209系列构架的焊接部位出现的疲劳裂纹破坏的问题，主要 发生在横侧梁连接部的横梁与侧梁下盖板的焊接部位。该裂纹的出现不仅影响铁 路的正常客运运行，而且对列车的安全性产生影响。本文针对中国北车集团唐山 轨道客车有限责任公司生产的209T和209P型客车转向架构架，在运用中产生裂纹 的问题进行研究。 根据唐山轨道客车有限公司提供的有关参数，本文首先对209系列两种构架按 照国际铁路联盟的《UIC515-4规程》中的规定，运用有限元软件ANSYS对该构架进 行了静强度和模拟运行工况下的疲劳强度的计算，经过分析后发现该构架疲劳强 度不能够满足设计使用要求；因此需要对该系列构架进行补强，补强方案根据《铁 道车辆构造检修及装备》中相关标准设计，共对209T构架提出了六种补强方案， 209P型构架提出了三种补强方案；按照UIC515-4的相关标准对每种补强方案进行 静强度和疲劳强度的计算分析，结合方案的工艺可行性选出了最优补强方案。 对209T和209P补强后的构架在实际线路上先后进行了二次动应力测试，试验 线路选择在该类车运用条件较差的兰州至嘉峪关区间段进行实验，实验列车采用 正常的列车编组，因而可以恨好的反映出列车的实际受力情况。经过对釆集的动 应力数据进行处理分析，运用Goodman疲劳曲线对209补强构架进行疲劳强度评估; 运用名义应力法相关理论，通过Miner线性累计损伤准则计算出在1200万公里下的 等效应力幅值，结合相应焊接接头的基本疲劳性能对最优补强方案进行了试验评 关键词：转向架构架；补强筋板；疲劳强度；Goodman图 分类号：U271 m北京交通大学硕士学位论文 ABSTRACT 北京交通大学硕士学位论文 ABSTRACT  PAGE \* MERGEFORMAT iv  PAGE \* MERGEFORMAT iv ABSTRACT ABSTRACT: As the largely speeding-up of our countrys trains of passengers, a series of fatigue damage problems come out. Particularly, there are fatigue cracks in the junction of horizontal side beam of 209 series of bogie frames, which is quite a serious trouble. This crack not only affects the daily rail transport, but also has large influences on the safety of trains.