地铁车辆制动管路动应力分析及结构优化

作者：谢晨希; 陶功权^*; 温泽峰

来源：机械工程学报, 2021, 57(10): 118-125.

• 地铁车辆
• 管路断裂
• 随机振动
• 应力分析
• 模态分析
• 结构优化

地铁车辆转向架上制动管路是空气制动系统中的关键部件,制动管路的可靠性对列车制动安全至关重要。针对我国某条地铁线路制动管路断裂问题,通过试验和数值模态分析、振动和动应力测试,分析制动管路断裂的原因。提出增加管路壁厚、采用弹性管卡和增加管卡数量等三种方案对制动管路结构进行优化。采用频域结合时域的动应力分析方法对制动管路各优化方案进行动应力仿真。结果表明,制动管路一阶横弯振动(73.2 Hz)和构架侧梁八字横弯振动(71.8 Hz)耦合共振是制动管路断裂的主要原因;在制动管路两管卡中间位置处增加一个管卡,相比于增加管路壁厚(从1.5 mm增加至3 mm)与降低管卡刚度(从0.85 GPa降低至0.15 GPa),降低管路动应力水平的效果最为显著。为车辆转向架制动管路结构优化改进设计提供了理论依据。

• 单位
  牵引动力国家重点实验室; 西南交通大学