牵引电机振动对地铁构架疲劳强度的关键影响

本文主要探讨了牵引电机振动对地铁车辆动力转向架构架疲劳强度的影响。研究背景是针对地铁车辆动力转向架牵引电机吊座附近区域频繁出现疲劳裂纹的问题，作者们运用有限元方法（Finite Element Method, FEM）对构架的疲劳特性进行了深入分析。他们发现，电机吊座附近的应力主要受到电机的垂向振动载荷影响，即随着电机垂直振动加速度的增大，虽然节点的平均应力保持相对稳定，但应力幅值显著增加。当垂直振动加速度从1g（重力加速度，约等于9.8m/s²）提升到10g时，该区域的应力幅值增长了大约1.5倍。这导致了结构安全性指标——安全系数急剧下降，从初始的2.68降低到了接近1.00，表明疲劳裂纹的风险显著增加。 值得注意的是，尽管水平振动加速度在标准规定范围内时，对构架节点的安全系数并未产生明显影响，但垂直振动的影响不容忽视。这意味着在设计和维护地铁车辆时，应特别关注牵引电机的垂直振动控制，以减小其对构架疲劳寿命的潜在威胁。 这项研究的结果对于优化地铁车辆的设计、提高结构可靠性以及预防早期故障具有重要的工程实践意义，也为后续在交通工具振动管理、材料选择和疲劳寿命预测等方面提供了有价值的参考依据。通过控制电机振动，可以有效延长地铁车辆的动力转向架寿命，从而保障乘客安全并降低运营成本。