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轨道车辆不锈钢点焊结构疲劳性能研究

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 122-126,133页

作者：梁炬星孙佳中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]为了提升不锈钢车体的抗疲劳性能,获取点焊接头的疲劳特性曲线,进而对不锈钢点焊车辆疲劳分析及结构设计进行指导,需对轨道车辆不锈钢点焊结构疲劳性能进行研究。[方法]归纳总结了某现有车型点焊接头的类型,并根据点焊接头的特点... 详细信息

[目的]为了提升不锈钢车体的抗疲劳性能,获取点焊接头的疲劳特性曲线,进而对不锈钢点焊车辆疲劳分析及结构设计进行指导,需对轨道车辆不锈钢点焊结构疲劳性能进行研究。[方法]归纳总结了某现有车型点焊接头的类型,并根据点焊接头的特点,制作了不锈钢电阻点焊对接接头试样和电弧击穿焊对接接头试样;根据点焊及金属材料疲劳失效原理,利用有限元分析和试验手段,对不锈钢点焊接头疲劳性能进行了试验验证及对比分析。[结果及结论]得到了12种不同类型点焊接头的载荷幅值-循环次数曲线;通过失效分析可判断出试样开裂是由焊缝热影响区表面起始,且疲劳开裂的起始与钢板表面存在沿晶的裂纹状缺陷相关;总结了焊接类型和板厚参数对于接头疲劳寿命的影响,即板厚组合相同,选择电弧击穿焊的焊接方式会使接头获得更高的疲劳寿命;焊接类型相同,板厚较大的接头,疲劳性能较优;若两板厚度相较另一类接头一大一小,则两板厚度差值较大的一方,在低载荷幅值下疲劳寿命更长,但若超出某一限值,两板厚度差值较小的一方疲劳寿命会更长。

关键词：轨道车辆电阻点焊电弧击穿焊疲劳试验失效分析

地铁列车地板铝型材结构参数的轻量化隔声特性影响研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 96-101页

作者：李拥军林维仁中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]轻量化和低噪声是当前轨道交通的发展趋势,实现地铁列车地板型材结构的轻量化低噪声设计对提高乘车舒适性具有重要意义。[方法]基于FE-SEA(有限元-统计能量分析)混合法建立地铁列车地板铝型材结构隔声特性预测模型,将仿真与测试... 详细信息

[目的]轻量化和低噪声是当前轨道交通的发展趋势,实现地铁列车地板型材结构的轻量化低噪声设计对提高乘车舒适性具有重要意义。[方法]基于FE-SEA(有限元-统计能量分析)混合法建立地铁列车地板铝型材结构隔声特性预测模型,将仿真与测试结果进行对比验证模型有效性,分析地板铝型材结构的筋板角度、筋板厚度、上下板厚度4个参数对其隔声特性的影响,并以质量定律的轻量化原则为判定标准对4个结构参数进行选择,确定优化结构,最终实现地板铝型材结构的轻量化声学优化。[结果及结论]结果表明,在所列举的铝型材结构参数优化结构中,选择筋板角度为47°、筋板厚度为2.0 mm、上板厚度为2.7 mm、下板厚度为2.7 mm时,单位面积结构质量减小1.18 kg/m^(2),整节车厢地板质量可减小约70.8 kg,而计权隔声量仅减小0.3 dB,其轻量化声学优化效果更好。可为地铁列车地板铝型材结构的轻量化降噪优化设计提供参考。

关键词：地铁列车地板型材结构 FE-SEA 轻量化质量定律隔声特性

基于柔性车体的地铁车辆垂向耦合振动规律研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 35-39,44页

作者：韦海菊王日艺中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]由于列车运行速度的提高和轻量化设计,使轮轨之间的动态作用力增大,从而使车辆中各部件之间振动加剧,严重影响着动力学性能,故需研究转向架与柔性车体之间的垂向耦合振动的规律。[方法]以某型号地铁车辆为研究对象,建立其包含柔... 详细信息

[目的]由于列车运行速度的提高和轻量化设计,使轮轨之间的动态作用力增大,从而使车辆中各部件之间振动加剧,严重影响着动力学性能,故需研究转向架与柔性车体之间的垂向耦合振动的规律。[方法]以某型号地铁车辆为研究对象,建立其包含柔性车体的刚柔耦合模型,通过相关测点的平稳性指数来研究车体结构模态与转向架悬挂模态之间垂向振动耦合关系。[结果及结论]结果表明,仅考虑车体一阶垂弯模态,当转向架的浮沉、点头频率与车体垂向一阶弯曲频率相近时,会引发柔性车体与转向架耦合共振现象,其中中部测点所受影响最大。仅考虑车体菱形变形模态和一阶扭转模态时,不会出现转向架与柔性车体耦合共振现象,但二者会受到轨道激扰共振效应现象的影响。考虑车体组合结构模态时,车体中部测点受一阶垂弯振型的影响最大,会发生柔性车体与转向架耦合共振现象;而转向架上方的车体测点则容易受到车体一阶扭转模态的影响,在部分速度级别下会发生模态共振效应。

关键词：地铁车辆刚柔耦合垂向耦合振动运行平稳性一阶垂弯

地铁车辆铸造零件铆接间隙类别的远场涡流检测方法研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 87-90页

作者：孟鹤夏宁魏培欣中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]铆接质量问题无法直观判断,通过采用远场涡流探伤检测方法,可检测铆接结构件内部质量缺陷,以期为产品质量检测提供理论和技术支撑。[方法]在不破坏工件的基础上进行铆接质量检测及判别间隙类型;针对轨道车辆铆接结构件的中板间间... 详细信息

[目的]铆接质量问题无法直观判断,通过采用远场涡流探伤检测方法,可检测铆接结构件内部质量缺陷,以期为产品质量检测提供理论和技术支撑。[方法]在不破坏工件的基础上进行铆接质量检测及判别间隙类型;针对轨道车辆铆接结构件的中板间间隙和铆钉孔间隙,分别开展了远场涡流检测试验;选取地铁车辆抗侧滚扭杆座与车体底架边梁铆接工作试件,开展了涡流探伤试验研究。[结果及结论]从三组实验结果可知:根据相位角的范围可区分铆钉与孔的间隙和板间间隙类别,孔间间隙的相位幅值范围为60°~90°,板间间隙的相位幅值范围为0~10°。

关键词：地铁车辆铆接远场涡流检测

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地铁车辆可清洁式均匀送风道数值仿真分析

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 167-170,174页

作者：刘林林孙方李泉中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]随着乘客对地铁车内空气品质和空调均匀送风的追求越来越高,有必要研究提高地铁车辆可清洁式送风的均匀性。[方法]采用CFD(计算流体动力学)法对送风道内气流组织进行数值模拟,优化风道内部结构,并制作了一套全尺寸送风道,进行空... 详细信息

[目的]随着乘客对地铁车内空气品质和空调均匀送风的追求越来越高,有必要研究提高地铁车辆可清洁式送风的均匀性。[方法]采用CFD(计算流体动力学)法对送风道内气流组织进行数值模拟,优化风道内部结构,并制作了一套全尺寸送风道,进行空调与风道配套试验。[结果及结论]各出风口数值模拟预测风量和试验实测风量整体变化趋势一致;增加隔板后,送风均匀性有较大改善,80%以上的出风口预测风量与试验风量之间偏差在15%之内,其余在15%~20%之间;同时,缓解了入风口相邻出风口的倒吸问题,从而验证了数值仿真计算的可靠性。

关键词：地铁车辆可清洁式均匀送风道数值仿真

城市轨道交通车体表面油漆检修机器人技术可行性研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 134-137,143页

作者：张凤丽郑立丁朝奉中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]由于城市轨道交通车辆在大修过程中对车体表面油漆进行清洁、打磨和抛光时的作业时间较长,而人工操作打磨机抛光时因打磨力分布不均易造成漆面损伤,降低了车体表面检修质量。而采用机器人打磨可缩短车体打磨作业时间且技术成熟,... 详细信息

[目的]由于城市轨道交通车辆在大修过程中对车体表面油漆进行清洁、打磨和抛光时的作业时间较长,而人工操作打磨机抛光时因打磨力分布不均易造成漆面损伤,降低了车体表面检修质量。而采用机器人打磨可缩短车体打磨作业时间且技术成熟,性能稳定,并能够满足绝大部分生产需求。因此,有必要对城市轨道交通车辆车体表面油漆检修机器人技术进行可行性研究。[方法]依据车体侧墙结构参数适配机器人构型,通过机器人代替现有人工打磨作业;在机器人末端安装力传感器夹持打磨工具进行作业,将力传感器采集数据作为输出并反馈至机器人运动关节坐标,以确保车体表面抛光打磨力基本稳定;通过仿真计算机器人工作空间并依据车体结构加装机器人外轴,可满足实际作业需要。[结果及结论]机器人技术运用至城市轨道交通车辆车体表面油漆质量检修工艺能够符合城市轨道交通车辆车体侧墙结构特征;在减少作业人数、满足现场车体侧墙打磨区域全覆盖需求的同时,通过引入力传感器的打磨工具,预计可提升车体表面打磨、抛光质量,满足现场工艺稳定性要求,并提升产线自动化率。

关键词：城市轨道交通车辆机器人技术表面质量路径规划

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车轮多边形对地铁转向架的影响研究

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 11-15页

作者：金伟徐步震任明中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]研究车轮多边形对地铁转向架的影响,从而加强车轮多边形的管控要求,提升转向架的运行品质及安全性能。[方法]在介绍车轮多边形概念及多边形的数学表达式的基础上,采用车轮不圆度测试、模态测试、振动测试和应力测试等方法对某型... 详细信息

[目的]研究车轮多边形对地铁转向架的影响,从而加强车轮多边形的管控要求,提升转向架的运行品质及安全性能。[方法]在介绍车轮多边形概念及多边形的数学表达式的基础上,采用车轮不圆度测试、模态测试、振动测试和应力测试等方法对某型地铁转向架进行对比测试。[结果及结论]根据测试数据可知:车轮多边形会引起轴箱位置的主频振动;车轮多边形会放大轴箱振动量级,含明显车轮多边形的试验对象产生的轴箱振动增加18%;当车轮的多边形激励频率与结构模态频率接近时,其结构应力会大幅增加,且关键测点应力增大2倍以上,车轮多边形对结构强度有着较大的影响。

关键词：地铁车辆车轮多边形振动结构强度

基于实测谱的转向架支架随机振动仿真分析及结构改进

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 30-34页

作者：谢莹莹王洪雨金鑫中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]对某一安装在城市轨道交通车辆转向架构架端部的天线支架结构,在随机振动激励下的疲劳损伤情况进行研究,以期提出改进措施。[方法]利用有限元分析软件对天线支架系统进行有限元建模,对结构进行模态分析,在此基础上用线路实测的ASD... 详细信息

[目的]对某一安装在城市轨道交通车辆转向架构架端部的天线支架结构,在随机振动激励下的疲劳损伤情况进行研究,以期提出改进措施。[方法]利用有限元分析软件对天线支架系统进行有限元建模,对结构进行模态分析,在此基础上用线路实测的ASD(振动加速度谱密度)代替标准谱作为载荷激励;在疲劳分析软件nCode中对天线支架进行随机振动仿真,获取支架的疲劳损伤结果;针对支架疲劳薄弱部位提出改进措施,并验证改进措施的有效性。[结果及结论]通过仿真发现:此结构的疲劳薄弱部位在支架两侧筋板的根部,最大总损伤为15.58,其不能满足运用要求。改进措施为:将支架两侧筋板根部进行局部加厚,并在侧面增加支撑筋。采取上述措施后,支架的疲劳损伤值显著降低,最大总损伤为0.02,其可满足运用要求,从而验证了改进方案的有效性。

关键词：城市轨道交通随机振动实测谱疲劳损伤结构改进

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智能制造背景下精益生产制造执行系统的应用

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 190-193页

作者：刘艳宋雷雷赵云峰中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]在智能制造中,制造执行系统(MES)面向生产线执行层,是信息化管理系统的核心组成部分。随着精益生产模式在轨道交通车辆制造业的快速推广,在提升产能的同时,也暴露出因制造资源管控松散、生产数据收集不便捷等因素产生的信息孤岛... 详细信息

[目的]在智能制造中,制造执行系统(MES)面向生产线执行层,是信息化管理系统的核心组成部分。随着精益生产模式在轨道交通车辆制造业的快速推广,在提升产能的同时,也暴露出因制造资源管控松散、生产数据收集不便捷等因素产生的信息孤岛和信息断层所带来的问题,因此需对MES的应用情况进行分析。[方法]结合轨道交通车辆产品工位制节拍化生产组织模式,以及多品种、小批量离散制造等特征,基于结构化工艺设计和移动互联技术,搭建了基于精益生产工位制的MES。[结果及结论]通过构建生产要素三维立体关系,实现了结构化工艺设计输出驱动现场执行;以移动终端作业为引导,实现了生产透明化管理;对MES进行纵向横向拓展,通过对底层设备数据进行管理,实现了制造数据的互联互通。基于精益生产工位制MES的建设,实现了生产工艺可控、生产资源网格化、生产过程透明化的制造全过程动态管控。

关键词：轨道交通车辆智能制造 MES 精益生产结构化工艺工位制