低地板車輛軸橋的強(qiáng)度計(jì)算與評(píng)定

吳志強(qiáng) 楊 輝 陳 沛

( 中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213125)

我國(guó)對(duì)低地板車輛的研究較晚，在2010年后國(guó)內(nèi)對(duì)低地板車輛的關(guān)注度迅速提升，目前為止有規(guī)劃建設(shè)或已開始建設(shè)低地板線路的城市超過50個(gè)。軸橋是使用在低地板車輛上的軸類關(guān)鍵零部件，為了降低車輛內(nèi)地板面的高度，該零件設(shè)計(jì)成下凹式彎曲結(jié)構(gòu)[1]。

國(guó)內(nèi)的傳統(tǒng)軸橋大部分采用整體鑄造或焊接形式的工藝進(jìn)行制造，缺陷較難控制，可靠性較低。整體鍛造軸橋作為近幾年國(guó)內(nèi)先進(jìn)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，它具有缺陷少、性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)[2]。

作為低地板車輛上的重要部件，軸橋的強(qiáng)度對(duì)車輛的安全性和平穩(wěn)性至關(guān)重要。低地板車輛在運(yùn)行時(shí)，軸橋不轉(zhuǎn)動(dòng)，連接在軸橋兩側(cè)的車輪獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)，相比傳統(tǒng)車軸增加了一系懸掛支撐座等結(jié)構(gòu)，它的受力與傳統(tǒng)車軸差異較大，至今沒有關(guān)于低地板車輛用軸橋的受力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)外也很少有相關(guān)的受力計(jì)算論文。本文參考傳統(tǒng)客車車軸、轉(zhuǎn)向架等標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)軸橋進(jìn)行了載荷計(jì)算及強(qiáng)度評(píng)定。

1 軸橋的有限元模型

文中軸橋采用的是整體鍛造成型工藝，使用某高強(qiáng)度合金鋼鍛造材料。力學(xué)性能參數(shù)如表1所示。

表1 軸橋材料力學(xué)性能參數(shù)

有限元模型采用C3D4四面體實(shí)體單元，并在軸橋軸頭處網(wǎng)格細(xì)分，確保計(jì)算精度，網(wǎng)格模型如圖1所示。

圖1 軸橋網(wǎng)格模型

2 軸橋載荷計(jì)算

軸橋計(jì)算的主要輸入?yún)?shù)如表2所示。

表2 軸橋計(jì)算的主要參數(shù)