文章提出了一种使用车体静强度试验台进行整车状态下的防撞柱准静态压缩试验的测试方法.试验过程中采集各载荷及位移传感器响应,绘制位移载荷曲线,计算防撞柱塑性吸收能量.防撞柱完全破坏前塑性吸收能量满足标准APTA PR-CS-S-034-99《客运轨道车辆设计和制造标准》要求.试验测试方法有效,为轨道车辆性能验证提供了一种新的思路.

基于有限元分析与动应力试验结合的研究方式,提出一种以利用率为判据的疲劳强度评估方法.首先,依据EN13749及UIC615-4标准对转向架构架进行疲劳强度分析,计算构架结构材料利用率;其次,根据材料利用率确定动应力试验布点方案,进而对构架进行动应力试验,将试验所得的应力-时间历程转化为等效应力幅,并计算等效应力利用率;最后,基于两种利用率和Miner疲劳累计损伤法则评估转向架构架疲劳性能.研究结果表明:材料利用率可为动应力试验布点方案提供良好的理论参考,等效应力利用率可佐证有限元分析的正确性,综合两种利用率能够更精确的评估转向架构架疲劳强度.

基于美国车体设计标准,在分析双层不锈钢客车车体承载特性的基础上,采用有限元方法对车体结构进行了强度分析,并对车体结构进行静强度试验验证,利用试验数据开展有限元模型校验工作,验证了有限元模型及结果的可靠性.研究结果表明,车体结构强度以及有限元分析精度均满足标准要求.

为提高轨道车辆耐撞性,提出一种轻量化镁合金鼓胀吸能结构.该结构在保证吸能性能的基础上,能极大地降低自重.首先设计镁合金鼓胀管吸能结构几何模型,并加工与之对应的实物样机.随后通过准静态压缩试验手段,开展结构力学特性研究.在压缩过程中,管结构逐步发生径向扩张塑性变形,变形模式稳定可控.在此基础上研究锥头锥角、锥头外径、吸能管壁厚等几何参数对鼓胀管吸能性能影响,研究结果表明:随着锥头锥角、外径以及管壁厚度的增大,结构的最大峰值力、平均力、吸能量及比吸能均增加.分别对比镁合金、铝合金、碳钢吸能管的特性,得出比吸能分别为10,9.6和7.6 J/g,镁合金管具有较高的比吸能.

基于试验和仿真分析对横向限位装置在列车碰撞事故下的动力学响应特性以及结构强度进行研究.仿真与试验结果表明:横向限位装置结构可靠且能够对列车碰撞脱轨事故进行防治.建立动力学仿真模型对横向限位装置的工作模式进行分析,在碰撞引起脱轨的过程中横向限位装置可以有效地分担轮轨横向力并制止车轮的爬轨趋势.通过有限元分析对该装置的结构强度进行验证,与试验结果对比可知误差基本稳定在5％以内,证明了横向限位装置可以承受200 kN均布载荷的作用,能够应用于列车脱轨防治工作之中.

本文通对大载荷准静态加载方法的研究,介绍了一种准静态试验的压缩加载系统,详细介绍了该加载系统的系统构成、技术参数、基本工作原理等内容,并依据APTA SS-C&S-034-99,Rev.2《铁路客车设计和结构标准》相关内容进行了试验,结果表明该加载系统能够满足相关试验加载要求,对开展轨道交通车辆准静态试验具有重要的实际参考意义.

文章简要介绍了复合材料的基本特性以及国内外前沿复合材料车体技术和转向架技术发展情况,从系统工程的维度对轨道交通复合材料轻量化技术难点进行阐述分析,包括结构轻量化、气动弹性力学、安全性、综合舒适性、可持续发展5个方面,并简要分析了轻量化的设计原则和实现途径,展望了复合材料在轨道交通领域的应用前景.

底架作为动车组车体关键承载部件,其结构设计的刚度及强度对整车的安全使用及性能有很大影响.采用ANSYS有限元方法,在整车分析的基础上,对250 km/h动车组底架的结构进行强度分析研究.对底架主要的典型载荷下应力集中部位(牵引梁等)进行局部应力分析并优化,对250 km/h动车组头车车体结构进行了静强度试验.在各工况和载荷作用下,各应力测点的应力及合成应力和位移测点的位移值均小于所用材料的弹性极限,底架结构设计合理.

针对标准APTA PR-CS-S-034 -99《客运轨道车辆设计和制造标准》的要求完成某完整车体防撞柱准静态压缩试验.文章介绍了试验过程,并对车体的受力状态、位移情况以及加载过程进行了分析.通过试验结果与仿真计算结果的对比,证明了车体设计满足标准要求,试验方法有效.同时对参照该标准轨道车辆防撞柱整车状态下准静态压缩试验提出了一些建议.