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摘要:本文针对深圳地铁2&5号线地铁车辆走行部的振动及局部应力问题，在车辆在正常运营状态下，测试转向架轴箱、轴箱安全吊、天线端梁、电机、齿轮箱的振动情况及局部应力状态，并分析轴箱轴承定位销断裂的原因，给出改进意见。
关键词:转向架部件、振动、局部应力、测试方法
一、背景
测量深圳地铁2&5号线增购车辆转向架轴箱、轴箱安全吊和天线梁的振动状态，并分析轴箱轴承定位销断裂的原因，给出改进意见；同时跟踪检测安全吊部位的振动及应力状态。
二、试验条件
（一）试验环境
深圳地铁2号线运营线路。
车辆为空车状态下运行，按照正常运行图运行2个往返。试验现场附近应无影响测试精度的干扰因素，所有载荷传感器及测试设备均应经过由国家法定计量单位检定，并在计量有效期内使用。试验时需要配备稳压电源，同时采样频率不低于2000Hz。
（二）车辆设计参数
（二）电阻应变计
试验中通过布置应变计来测点吊耳结构应力，测量原理及方法如图4-2所示。试验中采用中航电测有限公司生产的6mm宽电阻式应变计，响应频率5KHz。试验测试时采用1/4桥路供电模式。
结构应变的定义如图1、2所示，以单一杆件受拉伸载荷P为例进行说明。
图2 电阻式应变计测量结构应变示意图
（三）数据采集系统
数据采集终端位于相应车厢的设备舱中，多台分布式数采终端同步采样，提供多种备选的同步机制，（触发总线采用硬连线或独立GPS）。
德国数采终端HBM单台有效数据通道约128，有独立的嵌入式控制器运行数据采集程序，并配有独立的数据存储。存储器满足恶劣条件下数据安全性，采用固态硬盘、工业SD卡。
系统满足无线控制及无线数据下载，提供多种无线连接方式（3G,蓝牙等）。试验开始前，地面笔记本无线连接数采的嵌入式控制器，运行数据采集程序，执行调平等操作。试验完成后，地面笔记本无线连接数采单元下载采集的数据。
四、振动加速度测试
进行走行部、轴箱线路动力学响应测试，通过时域、频域及时频域分析，准确掌握车辆振动服役环境。
在Tc车和Mp车一位转向架1#和4#位置共4个轴箱安全吊中间位置布置加速度测点（如图4-1所示），测量横向、纵向、垂向三个方向加速度，共计12个（通道）加速度计，量程500g（其中一车Tc转向架1#和二车Mp转向架4#两个位置轴端安全吊采用改进后的新结构安全吊）。
在Tc车和Mp车一位转向架1#和4#位置共4个轴箱体端部位置布置测点，测量横向、纵向、垂向三个方向加速度，共计12个（通道）加速度计，量程500g。（如图4-2所示）
在Tc车一位转向架天线梁中部的天线支架和与构架连接的端部支座位置布置测点，测量横向、纵向、垂向三个方向加速度，共6个（通道）加速度计，量程70g。
在Mp车一位转向架构架横梁中部、电机、齿轮箱位置布置测点，测量横向、纵向、垂向三个方向加速度，共计9个（通道）加速度计，量程70g。
4-1.测试转向架位置
图3.应变片布置
选取Tc车与Mp车转向架1#和4#位置共4个轴箱安全吊两个螺栓连接处为测量点，布置应变片，测量安全吊根部应力水平。
动应力时间历程通过雨流计数获取应力均值-幅值-频次三参数应力谱，通过均值应力修正获取零均值应力的幅值-频次应力谱，测量应力谱通过扩展系数计算全寿命周期应力谱。基于Miner线性损伤累计准则，全寿命周期应力谱换算为等效应力。根据每个测点对应焊接接头类型，分析对应测点的使用度，若使用度小于等于1，说明该点疲劳强度满足设计要求。
五、结论
通过以上方法测试地铁车辆走行部的振动及局部应力问题，可采集转向架轴箱、轴箱安全吊、天线端梁、电机、齿轮箱的振动情况及局部应力状态。
参考文献:
[1]张雪,马青强,高健.智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用探析[J].科技展望,2015
[2]深圳地铁2&5号线车辆部件说明书[Z].2008
论文作者:邓水生
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/3
标签：应力论文; 轴箱论文; 转向架论文; 测量论文; 测试论文; 加速度论文; 加速度计论文; 《防护工程》2018年第24期论文;