地铁车辆排障板故障分析及结构优化

作     者：王石 宋烨 魏来 张嘉 王燕 孙熠 屈升 WANG Shi;SONG Ye;WEI Lai;ZHANG Jia;WANG Yan;SUN Yi;QU Sheng

作者机构：中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266000 西南交通大学机械工程学院成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2022年第41卷第20期

页      面：291-297页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52002344 52002341)。 

主　　题：地铁车辆 疲劳断裂 线路试验 结构优化 

摘      要：地铁车辆在服役过程中发生了多起转向架排障板断裂失效问题,为了对该问题有效治理,以一支发生破坏的排障板为研究对象,结合断口分析、有限元计算和线路试验,确定了排障板的失效属于结构疲劳,并探明了疲劳失效的原因是列车运行某段线路上存在较为严重的钢轨波磨。列车以常用速度通过该路段时产生的轮轨激扰频率与排障板固有模态频率耦合,导致排障板振动水平过高,加剧了排障板焊趾处原始微裂纹的扩展。通过对原排障板结构优化,提高了其固有模态频率,有效避开了线路激扰频率,同时新型排障板动应力水平相较原结构得到了大幅改善,利用实测动应力数据对新型排障板进行疲劳强度评估,该新型结构满足安全运营360万km的设计寿命要求。