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第
45
卷第
2
期
2010
年
4
月
西南交通大学学报
JOURNAL
OF
SOUTHWEST
JIAOTONG
UNIVERSITY
文章编号:
0258-2724( 2010
)02
-D
209-04 DOI:
10.
3969/j. issn. 0258-2724. 2010. 02.
008
牵引电机振动对构架疲劳强度的影晌
安琪,李苦,傅茂海
(西南交通大学机械工程学院,四川成都
610031
)
Vo
l.
45
No.2
Ap
r.
2010
摘
要:为分析造成地铁车辆动力转向架牵引电机吊座附近区域出现疲劳裂纹的原因,用有限单元法分析了构
架的疲劳强度.结果表明:电机吊座附近区域的应力主要受电机垂向振动载荷影响,电机垂向振动载荷增大不影
响节点平均应力,但使其应力幅值增大.垂向振动加速度从
1
g
增大到lO
g
时,考察点应力幅值增大约1.
5
倍,
安全系数由
2.68
降低至接近1.
00.
在标准规定的水平振动加速度范围内,构架节点安全系数无变化.
关键词:疲劳强度;振动;构架;牵引电机;转向架
中图分类号:
U270.12
文献标识码
:A
Influences of Traction Motor Vibration on
Bogie Frame Fatigue Strength
AN
Qi
, LI
Fu
, FU
M
α
oh
ω
(
School
of
Mechanical Engineering ,
Southwest
Jiaotong University ,
Chengdu
610031 , China)
Abstract:
To
analysis
the
causes
of
fatigue failure
on
the
area
around
the
traction
motor
seat
of
metro
vehicle
power
bogie frames ,
the
fatigue
strength
of
the
frame was
calculated
by
using
FEM.
The
calculated
results
show
that
the
stresses
on
the
area
around
the
traction
motor
seat
are
mainly
influenced
by
the
vertical
vibrations
of
traction
motor.
Increases
in
vertical vibration
acceleration
of
the
traction
motor
causes
an
increase
in
stress
amplitudes
of
the
dangerous
nodes
although
it
basically
has
no effect
on
the
average
stress
of
the
node.
When
the
vertical
vibration
acceleration
of
the
traction
motor
lncre
刷刷
from
1 g to 10 g ,
the
stress
amplitudes
increases
by
about
1. 5 times ,
and
the
related
safety
factors
decrease
from
over
2.68
down to
about
1.00.
The
safety factors
do
not
change
with horizontal
vibrations
when
they
are
within
the
ranges
specified
by
specifications.
Key
words:
fatigue
strength;
vibration;
frame;
traction
motor;
bogie
为满足快速起动和制动的需要,城市轨道交通
车辆一般采用动力分散模式.动力转向架驱动装置
采用架悬结构,即牵引电机(以下称电机)通过螺
栓连接在构架上,齿轮箱采用抱轴结构,两者之间
设置连轴器,以补偿因轴箱悬挂系统弹性引起的齿
轮箱输入轴与电机输出轴之间的相对运动.架悬结
构簧下质量小,轮轨间作用力小.但是,地铁线路路
基采用整体道床结构,刚度较大,电机在运行中所
产生的振动直接传递到构架上,与其它载荷叠加
后,使构架电机吊座附近区域应力增大,造成疲劳
收稿日期:
2009-03-09
破坏[
1-2
J
车辆动力学试验表明,电机在车辆运行时
的振动载荷远大于构架设计载荷
[2
J
图
1
为某型地铁车辆动力转向架构架疲劳裂
纹位置.在运行近
1
a
后,大量构架在靠近电机吊
座的横梁和纵向辅助梁连接焊缝区域(图中
A
区
域)出现疲劳裂纹.为分析其破坏原因,并为城市
轨道车辆转向架构架设计提供参考,保证改进结构
的安全性,本文基于文献[
3-6
]中的规定,分析了电
机振动对构架疲劳可靠性的影响.
基金项目·国家自然科学基金资助项目
50821063
);国家科技支撑计划资助项目
2007BAω5BOO)
作者简介·安琪(
1983
一),男,博士研究生,研究方向为机车车辆设计理论,电话:
028-87601881
,
E-mail:
anqi-nd5@vip.sina.com