100km/h速度级A型地铁转向架研究

论文摘要

随着我国经济的飞速发展,城市化规模不断的扩大,城市产业不断外移,促使卫星城以及远离市中心的新型产业区的建立,这就要求加快郊区地铁和市域铁路的建设,以满足人们的日常生活及工作需要。郊区铁路的特点是：线路长、站间距长。因此,一般的速度等级为80km/h的地铁车辆已不能满足人们的需求,故为了节省时间,达到方便、经济、快捷的目的,郊区地铁应选择运行速度较高的地铁车辆。基于此,本文研究100km/h速度级A型地铁转向架。目前,国内成熟运营的100km/h速度级的地铁只有广州地铁三号线以及天津滨海快速线。2009年年底开通的上海地铁11号线北段也将其速度定在100km/h,并且对南段提出最高运行速度等级为120km/h。可见,对速度相对较高的地铁车辆的研制十分必要。本文主要通过五部分内容进行阐述。其中,第1章主要说明本文的设计背景、该速度等级地铁车辆的发展现状以及本文研究内容；第2章对转向架的总体设计方案以及各组成部件进行阐述说明；第3章概述有限元法以及本设计所应用的分析软件；第4章对转向架构架进行静强度计算分析、疲劳强度分析以及模态分析；第5章对其设计构架进行静强度和疲劳强度试验,并得出试验结论。本文通过相应的计算分析、试验分析,研究结果具有一定的参考价值,为以后的工作提供了参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 我国城市轨道交通车辆转向架技术现状和特点
• 1.2.1 A型地铁车辆转向架技术现状和特点
• 1.2.2 B型地铁车辆转向架技术现状和特点
• 1.3 100KM/H速度等级A型地铁车辆转向架的基本要求
• 1.4 主要研究工作
• 第2章 转向架的总体技术方案研究
• 2.1 转向架总体方案
• 2.2 转向架主要技术参数
• 2.3 转向架结构说明
• 2.3.1 轮对驱动装置
• 2.3.2 构架
• 2.3.3 轴箱定位和一系悬挂装置
• 2.3.4 二系悬挂装置
• 2.3.5 中心牵引装置
• 2.3.6 抗侧滚装置
• 2.3.7 基础制动装置
• 第3章 有限元方法与应用软件
• 3.1 有限元法概述
• 3.2 ANSYS软件简介
• 3.2.1 ANSYS软件的发展
• 3.2.2 ANSYS技术特点
• 3.2.3 ANSYS软件功能
• 3.3 ANSYS软件内的模型建立
• 第4章 转向架构架的强度计算分析
• 4.1 构架强度计算的主要参数
• 4.2 计算载荷
• 4.2.1 构架静强度计算载荷及载荷工况
• 4.2.1.1 载荷工况1——超常载荷工况
• 4.2.1.2 载荷工况2——转向架纵向3g冲击载荷工况
• 4.2.1.3 载荷工况3——电机振动冲击载荷工况
• 4.2.1.4 载荷工况4——牵引电机短路时齿轮箱冲击载荷工况
• 4.2.1.5 载荷工况5——紧急制动载荷工况
• 4.2.2 构架疲劳强度计算载荷及载荷工况
• 4.2.2.1 构架主体结构及抗侧滚扭杆座
• 4.2.2.2 牵引电机安装座
• 4.2.2.3 齿轮箱吊挂座
• 4.2.2.4 二系垂向、横向减振器座
• 4.2.2.5 一系垂向减振器安装座
• 4.2.2.6 制动器吊座
• 4.3 边界条件
• 4.4 计算模型
• 4.5 材料疲劳曲线
• 4.5.1 制造材料及板材厚度
• 4.5.2 静强度许用应力
• 4.5.3 疲劳曲线
• 4.5.4 疲劳强度评定方法
• 4.6 静强度计算结果
• 4.6.1 载荷工况1——超常载荷工况
• 4.6.2 载荷工况2——转向架纵向3g冲击载荷工况
• 4.6.3 载荷工况3
• 4.6.4 载荷工况4——牵引电机短路时齿轮箱冲击载荷工况
• 4.6.5 载荷工况5
• 4.7 疲劳强度分析
• 4.7.1 构架主体结构及抗侧滚扭杆座
• 4.7.2 牵引电机安装座
• 4.7.3 齿轮箱吊挂座及牵引座
• 4.7.4 二系垂向/横向减振器座
• 4.7.4.1 二系垂向减振器座
• 4.7.4.2 二系横向减振器座
• 4.7.5 一系垂向减振器座
• 4.7.6 制动器吊座
• 4.8 模态分析
• 4.9 本章小结
• 第5章 转向架构架强度试验
• 5.1 试验内容
• 5.2 试验载荷
• 5.3 应变片测点布置
• 5.4 静态试验结果
• 5.4.1 构架扭曲位移
• 5.4.2 静态应力
• 5.5 疲劳试验结果
• 5.6 试验结论
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 附录A:测点贴片布置图及照片