UIC-615-4-2003.doc

UIC 国际铁路联盟规程 ORUIC 615-4－2003动力车—转向架和走行装置—转向架构架结构强度试验 Tractive units - Bogies and running gear – Bogie frame structure strength tests（翻译稿）国际铁路联盟 发布 UIC铁路联盟规程UIC 615-4－2003 OR动力车—转向架和走行装置—转向架构架结构强度试验2006年2月UIC规程　　　 　　 615-4OR──────────────────────────────────────2003年2月第2版译本 动力车—转向架和走行装置—转向架构架结构强度试验　　 国际铁路联盟本规程列入以下各卷：V – 车辆VI – 牵引VIII – 技术规范实施：本规程自1994年1月1日生效本规程适用于国际铁路联盟所有成员路更新记录：1994年1月第1版 首次发布2003年2月第2版 用FrameMaker软件重新打印本规程的负责人姓名列入UIC规程目 录前言……………………………………………………………………………………………….11引言……………………………………………………………………………………… …….22总体条件…………………………………………………….………………………………….23超常工况时的静强度试验…………………………………………………….……………….43.1载荷定义…………………………………………………….……………….……………….43.2试验过程和预期结果内容…………………………………………………………..……….44模拟运营载荷工况时的静强度试验……………………………………………..……………44.1载荷定义……………………………………………………………………………..……….44.2试验过程………………………………………………………………………………..……54.3试验结果………………………………………………………………………..……………55模拟特殊运营载荷工况时的静强度试验……………………………….………..…………..65.1载荷定义…………………………………………………………………………..…………65.2试验过程…………………………………………………………………..…………………75.3试验结果………………………………………………………………..……………………76疲劳试验………………………………………………………………….…………..………..76.1试验条件…………………………………………………………………………..…………76.2载荷定义…………………………………………………………………………..…………76.3试验过程…………………………………………………………………………..…………86.3试验结果…………………………………………………………………………….…….…87疲劳强度评定…………………………………………………………………………...…..…9附录A-静强度试验载荷曲线图………………………………………………………………..10附录B-疲劳试验时载荷-时间曲线图………………………………………………….………11附录C-疲劳试验步骤……………………………………………………………….….………12参考文献……………………………………………………………………………….….…….13前 言本规程是动力转向架技术批准相关的系列规程中的一部分。

本规程描述了为验证转向架构架承受实际运用载荷的能力而进行的试验台试验O1 引言本规程是动力转向架技术批准相关的系列规程中的一部分这些规程还包括UIC规程615-0、615-1、515-3、615-4和515-5（见参考文献）本规程描述了为验证转向架构架承受实际运用载荷的能力而进行的试验台试验试验分为4类：－ 超常工况载荷静强度试验验证转向架在运用过程中最大超常载荷作用下，构架不会发生永久变形－ 模拟运营工况载荷静强度试验验证转向架在实际主要运营载荷作用下，构架不会出现疲劳裂纹（垂直和横向力、线路扭曲的影响）－ 模拟特殊运营工况载荷的静强度试验验证由于转向架部件（电机、制动装置、减振器、抗侧滚扭杆）引起的局部交变载荷和小半径曲线通过引起的交变应力作用下，转向架局部不会产生疲劳裂纹－ 疲劳试验确定转向架整体使用寿命和安全裕量，找到静强度试验中没有发现的薄弱点因此应在静强度试验后进行这些试验考虑到现有试验装备的能力，对该试验仅建议进行本文中引用的试验载荷值不是基于大量试验得到的，因此应视为暂定值O2 总体条件应确认被试转向架构架与设计图纸完全一致，而且是采用与批量生产相同的工艺过程制造的。

－ 静强度试验时，建议装有悬挂装置及相应的牵引电机进行－ 由于实际原因，上述布置通常不能用于疲劳试验，因此应仔细分析这些试验的试验装配试验装配应尽可能重现运用中观察到的变形情况应特别注意分布在几个连接件（心盘、弹簧、止挡等）上的力的传递情况最高应力点的应力用应变片来测量：－ 在主要应力方向上使用单向应变片，－ 在已知2个主要方向上使用双向应变片，－ 其它情况下采用三向应变花（应变片丛）应变片的工作部分不应超过6 mm布片位置只能由有经验的人员利用有限元分析的结果来确定如有要求，可用应变指示漆或任何其他合适的方法进行预备试验符号和载荷定义：nb = 转向架数量ne = 每台转向架的轮对数量m+(kg) = 转向架重量mv(kg) = 空车整备重量（装载相应的燃料和水）客运车辆的试验载荷按照UIC规程566（见参考文献）对干线车辆的规定进行计算C1：－ 每座1名重80kg的旅客a － 走廊和门厅每m2 4名旅客b － 行李间每m2 300 kg C2：－ 每座1名重80kg的旅客a － 走廊和门厅每m2 2名旅客c － 行李间每m2 300 kg a. 市郊车为70kg。

b. 可以根据运营类型增加到10名c. 可以根据运营类型增加到4名O3 超常工况载荷静强度试验3.1载荷定义（见附件A中的图）－ 每台转向架上的垂直载荷（每侧梁一个）：－ 每台转向架上的横向载荷：－ 在其中一个车轮上模拟100％无载荷时的转向架扭曲，以模拟脱轨转向架的情况注：1．超常载荷试验中不模拟纵向力2．对于3轮对转向架（ne＝3），假设中间轮对不参与横向力的传递3．在运营条件特别恶劣的例外情况下，公式中的因数1.4可以增加到23.2 试验过程及试验结果试验分两步进行：－ 预载荷试验，施加最大载荷值的一半，以确定全载试验时不会出现重大问题；－ 全载荷试验，任何点不得超出弹性极限，试验载荷撤去后，不得有任何永久变形本试验中不模拟作用在转向架上的惯性力因此，为平衡车轮上的力而在二系悬挂装置上方施加的横向力通常过大如果位于二系横向悬挂装置上方的部件因此而超过了弹性极限，应重新对这些超过了弹性的部件进行试验，横向力减半O4 模拟主要运营工况载荷的静强度试验4.1 载荷定义（见附件A中的图）－ 垂直载荷：作用在构架侧梁上的垂直力Fz1和Fz2按照4.2条中的表来确定：－ 每台转向架上的横向力：－ 在其中一个车轮上模拟转向架在5‰线路扭曲情况下的翘曲。

4.2 试验过程试验装配应允许在实际运用中可能发生载荷的位置施加载荷，并能同时模拟悬挂装置以及转向架与车体之间连接件的运动和自由度初始状态（应变片显示为0）定义为没有牵引电机的转向架构架安装牵引电机后，转向架构架需要接受各种载荷组合，以便模拟：－ 车体垂直运动（浮沉振动）引起的垂直力的动态变化，用垂直力的百分比β来表示：βFz，－ 车体侧滚引起的垂直力的动态变化，用垂直力的百分比α表示：αFz一般说来，在欧洲铁路的正常运营条件下：α＝0.1， β＝0.2如果已知线路质量明显较低，或如果车辆在超高不足很大的条件下运营，则可以使用更大的值注：牵引电机惯性引起的动载荷在第5条中说明下表规定了相继施加的不同的载荷组合：（下表中“每根底杆的垂向力”应改为“转向架每侧侧梁的垂向力”，审校者注）上述试验结束后，重复第3、第5、第7和第9工况，同时增加线路扭曲工况线路扭曲工况的引入不应改变垂直力的总和注：第2、第4、第6和第8工况的目的仅为评估横向力的影响4.3 试验结果对每个测点记录第4.2条规定的每种载荷工况下的应力从这些值中，取最小值σmin和最大值σmax，以便确定应力均值和应力幅值： 和 据目前所知的情况，在诸如Goodman-Smith图等文件中给出了需要遵守的极限应力，见ERRI报告B12RP17的附件6。

但是，如果计划进行疲劳试验——且只在这种情况下——在有限的几个测点上可以超过这些极限应力值20％，需要在疲劳试验过程中特别注意监控这些点O如果由于横向力的作用，位于二系横向悬挂装置上方的转向架部件的弹性极限被超出量大于20％，应在这些部件上重新进行试验，横向力减半，见3.2条的说明5 模拟特殊运营工况载荷的静强度试验5.1载荷定义该试验过程中大部分载荷与转向架的特殊设计特点及其运用（牵引、制动）有关因此不可能在本规程中无遗漏地定义所有的试验然而，可以简要说明欧洲主要铁路上目前在用类型的标准转向架的试验程序5.1.1 牵引电机和传动装置电机和传动装置的惯性造成的动态载荷效应可通过以下方法模拟：－ 在中间横梁上的部件安装处施加：交替力＝电机重量´0.2（ 该值可能太小，今后需更精确定义－ 在传动装置安装处施加：交替力＝传动装置重量´3根据实际情况确定是否组合施加这些载荷5.1.2 电力牵引／制动装置模拟作用在构架上的驱动力的力施加在轴箱处模拟电机反转扭矩的力施加在转向架上的支点处5.1.3 空气制动装置模拟制动装置对结构的作用力施加在这些载荷通常发生的部位（如制动闸瓦力施加在车轮上，或制动垫的力施加在制动盘上）。

所用的力值与实际运用中的最大制动力值相符5.1.4 减振器一个1.5F。