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1、不同载荷条件下构架的动应力特性分析1 引言 在车辆运行中，构架会受到各种复杂应力的综合作用。为研究在不同速度工况、不同线路条件下构架动应力变化特性，以及各测点位置振动主频的能量来源，本文选用国内干线铁路实测数据，从时域与频域角度对不同线路、不同速度下构架动应力特性进行分析对比。 2 分析方法 为了研究动应力测点振动能量的变化规律，需要将测点位置的振动信号按照频率信号进行展开，即对信号进行频率信号的转变，这种转变时域信号的方法被称作傅里叶变换。本文根据傅里叶变换，求得构架上各个动应力测点的频域信号，寻找构架各测点位置的主要振动频域，并通过对比分析大能量频域的原因。 2.1 线路试验及测点布置 本
2、文选用京广高速铁路作为测试线路，图1是动车组测点图。 2.2 动应力特性分析 （1）不同线路条件对动应力的影响 为分析不同线路条件对构架动应力的影响，分析计算京武、武广两段线路的等效应力分布。图2表示构架上各测点的等效应力，明显可以看出武广段的等效应力均高于京武段的等效应力，高出范围60.00%80.00%。分析得出武广线的线路条件相对恶劣，构架振动较为剧烈，从而测点动应力也相对较大。 为剖析武广段应力较大的原因，如图3所示对测点D23进行动应力FFT频谱分析。分析表明武广、京武两段线路应力能量都主要分布在低频5Hz以内，且武广段12.82Hz附近的能量峰值明显较高。 京广高铁采用CRTS型板
3、式无砟轨道，列车以v=300km/h运行时轨道板自振产生的频率为12.82Hz，表明该频率下的振动为轨道板自身排列引起的振动，图3中两路段在12.82Hz附近的能量值对比可以表明，武广段轨道板振动更剧烈，进一步表明该段线路条件恶劣的事实。 （2）不同速度工况动应力特性 动车组启动加速、匀速运行或者制动减速时，构架各关键部位应力都会受到动车组速度变化带来的影响，本文将从频域角度对实测数据进行分析，来研究构架动应力随速度变化的特性。 为研究运行速度对构架各测点动应力的影响，如图4所示，截取列车速度由0km/h增至300km/h过程中，测点波形变化经历了两个阶段，即在正线上速度由0km/h加速至10
4、0km/h左右时，应力波动范围随速度增大而变大，测点应力出现明显剧烈的波动，当速度增加至300km/h时，波动范围出现较大幅度范围振动并且均匀平稳下来。 如图4所示，列车速度由300km/h减至0km/h过程中，测点应力变化经历了两个阶段，即在正线上速度由300km/h减速至100km/h左右时，应力波动范围随速度减小而变小；速度由100km/h减速至0km/h时，测点应力出现明显剧烈的波动，波动范围再次接近列车匀速行驶时的水平，然后慢慢平稳下来。 3 结论 通过对不同线路条件对动应力的影?、不同速度工况的动应力特性进行分析，结果表明： （1）武广路段测点动应力波动范围、等效应力及最值均高于京武路段上的值，说明武广线线路条件线路条件恶劣，对构架振动影响较大。 （2）通过对不同速度工况动应力分析可知，加速阶段构架振动频率明显高于减速阶段的振动频率。