关于高速列车转向架焊接构架强度试验的探讨

郭 璇 张向海 王 倩

中车长春轨道客车股份有限公司

关于高速列车转向架焊接构架强度试验的探讨

郭 璇 张向海 王 倩

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本文介绍了高速列车转向架构架疲劳强度的一种试验方法，获得了某高速列车转向架构架的强度参数，为转向架构架设计和改进提供了依据。

构架；疲劳；强度

1 引言

转向架构架是高速动车组的关键部件，连接着列车车体与车轮，起着承载、传力、缓冲、导向的作用。构架一般由钢板焊接而成，经过长时间列车振动会产生裂纹甚至断裂，所以构架的疲劳强度问题是各科研机构和车辆制造单位的研究热点。

2 构架疲劳强度试验评估方法

2.1 评估点选取

选取评估点的原则为：静强度分析时产生应力最大和较大的点；焊接件在接头部位以及焊缝位置处容易产生疲劳裂纹的位置；在零部件中有一些形状复杂、会产生很大的应力集中、分析时会产生畸变的位置；车辆在以往运营中发生过疲劳裂纹乃至断裂的部位[1]。本文选取某高速列车转向架构架仿真分析时的6个危险点作为评估点。

2.2 构架疲劳强度试验评估

本文静强度试验分析和疲劳强度试验分析均采用国际铁路联盟的UIC标准，构架的疲劳寿命评估主要采用Goodman-Smith疲劳极限图法。此方法的关键在于绘制Goodman-Smith曲线图，将疲劳试验评估点的应力幅值(纵坐标)和平均应力值(横坐标)绘入疲劳极限图内，如果落入Goodman-Smith曲线图内，则构架疲劳强度符合疲劳强度要求，否则超出疲劳强度要求。表1为6个疲劳试验评估点的平均应力和应力幅。

根据 Goodman-Smith 疲劳极限图1可以看出，选取危险评估点的平均应力值和应力幅值所组成的坐标点均落在所绘制的疲劳极限图的包络线内，表明该构架在规定负载时满足疲劳强度要求。

3 结论

在高速列车转向架构架疲劳强度试验分析中，采用Goodman-Smith疲劳极限图法已成为构架疲劳强度评估的有效手段之一。分析表明：

(1)通过对高速列车构架强度试验分析得到了被试构架的平均应力和应力幅等参数；

(2)基于Goodman-Smith疲劳极限图法可识别并判定构架在规定的负载时是否满足强度要求；

(3)构架疲劳强度试验对构架疲劳强度进行验证，同时可对仿真分析结果起到验证作用，进而为构架的设计与改进提供依据。

表1 疲劳试验评估点的平均应力和应力幅

图1 构架评估点的Goodman-Smith疲劳极限图

[1]于鹏源.CRH3-350转向架构架结构强度研究[D].吉林大学,2015.