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近年来轨道车辆蓬勃发展,转向架作为轨道车辆的核心技术之一,如何保障转向架的结构可靠性以及车辆运行安全性是轨道车辆的重要课题。国内的铁路车辆的转向架构架为降低结构自重,普遍采用钢焊接结构,复杂焊接接头引入各式应力集中,其结果导致构架疲劳强度的降低,使得转向架的承载状况变得更加恶劣。如果能对构架各区域焊缝的应力特征进行研究,得到可靠的应力集中系数,对于提高转向架焊接工艺设计,保障焊接构架的运用可靠性具有重要的工程意义。本文结合结构强度检测实验室多年累积的线路实测、台架疲劳试验测试数据及试验经验,对各型转向架构架进行大应力部位分析总结。以北京地铁4号线转向架构架为研究对象,对其进行承载分析、静态加载试验、应力集中测试等工作。主要研究工作如下:(1)针对目前实验室关于地铁、高铁动车组动应力试验以及静强度试验的庞大数据量,分区域总结各类型构架的大应力部位,明确构架关键疲劳控制部位部位应力测点具体位置和方向,得到精简应力测点布置方案,为今后构架线路动应力试验以及静强度试验提供相应的参考价值;(2)对转向架动车构架承受的载荷种类进行分类,依据EN13749转向架设计标准计算模拟运营情况载荷大小,进行构架静态加载试验,通过布置测力传感器获取关键疲劳控制部位的载荷响应。对构架各焊接结构的应力集中系数进行计算分析,分别得到95%、99%可靠度下的应力集中系数;(3)通过构架焊接结构尺寸实测,建立利用有限元仿真时的焊接结构建模方式。借助ANSYS结构有限元分析平台,计算得到构架仿真焊接结构应力值。借助MATLAB科学数值计算平台,采用空间曲面插值法确定仿真建模结构中名义应力的具体位置,从而形成仿真时针对焊接构架焊缝部位的疲劳强度评价方法。本文的研究可用于完善转向架构架的试验评定标准,对新构架的设计和既有构架焊接结构疲劳强度不足的可靠性提升具有意义,为准确评估焊接结构零部件的疲劳寿命、增强轨道车辆结构可靠性、预防安全事故的发生等方面的研究提供数据基础支持。