摘要
随着我国社会经济的逐步发展，城市之间以及大城市内不同区域之间的交通需求不断增加，使得我国的城市轨道交通得到了飞速发展。中低速磁浮列车是目前7种城市轨道交通制式之一，对城市轨道交通路网系统进行了有效的补充。而悬浮架作为中低速磁浮列车的重要部件之一，对其结构可靠性展开深入研究十分必要。本文主要针对西南交通大学研发的新型中低速磁浮列车悬浮架，对悬浮架的强度试验方法展开研究，为中低速磁浮列车悬浮架的结构可靠性设计提供依据，同时为开展悬浮架室内强度试验提供一定的指导。 本文首先对新型中低速磁浮列车悬浮架的结构及其功能进行介绍说明，并分析了车辆实际运行过程中悬浮架的承载情况，确定了悬浮架有限元仿真的边界条件。通过有限元建模软件HyperMesh建立了5个关键工况下悬浮架的有限元模型，并使用有限元分析软件Ansys对有限元模型进行了仿真计算。之后，基于第四强度理论评估了单侧悬浮模块的静强度，结果表明最大应力为41.431MPa，出现在防侧滚梁安装座处，各部位的最大应力值均小于各自材料的许用应力；通过对单侧悬浮模块的模态分析，得出一阶模态为7.811Hz。通过静强度和模态分析验证了新型中低速磁浮列车悬浮架的结构可靠性。 其次，根据新型中低速磁浮列车悬浮架的结构特点以及各工况下的承载位置和约束方式，研究了悬浮架强度试验台的设计理论，保证试验台能够可靠开展静强度和疲劳强度试验。重点设计了悬浮架强度试验台的机械系统，利用三维建模软件Solidworks建立了虚拟试验台的三维模型，并对试验台所需要的配套设备工装分别进行研究，形成了试验台的整体设计说明。之后，通过有限元法建立了悬浮架强度试验台的有限元模型，仿真分析了最大承载工况下试验台的静强度和模态，验证了悬浮架试验台的结构可靠性，并得到了悬浮架试验台的一阶模态为13.24Hz，远离试验作动器的加载频率，验证了试验载荷加载的可行性。 然后，基于悬浮架在实际运行过程中的承载情况和悬浮架试验台的结构，参考当前已有的轮轨式列车转向架强度试验标准，分别设计了悬浮架静强度试验和疲劳强度试验的方案，其中静强度试验工况设置了12种，疲劳强度试验工况设置了17种。针对上述试验工况，分别计算了试验载荷，得到相关的载荷谱并分析了试验过程的载荷作用机理，并设计了各工况下的设备布置方案和加载方案。 最后，结合悬浮架的有限元仿真结果及结构特点确定了测点贴片的位置，并基于相关标准制定了静强度试验和疲劳强度试验的结果评估方法。
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