王斌杰，孫守光，王 曦，張 立，董 磊，姜朝勇

(1. 北京交通大學(xué)機(jī)械與電子控制工程學(xué)院，北京 100044；2. 中車長春軌道客車股份有限公司轉(zhuǎn)向架開發(fā)部，吉林長春 130062)

目前，城市軌道交通迅速發(fā)展，建設(shè)里程不斷快速增加，體現(xiàn)了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于城市軌道車輛運(yùn)輸系統(tǒng)的龐大需求。在保障轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的運(yùn)營安全方面，幾乎所有軌道車輛均嚴(yán)格按照國際最先進(jìn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行抗疲勞設(shè)計和可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證[1-3]。在這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中，結(jié)合車輛運(yùn)動行為和結(jié)構(gòu)懸掛特征定性規(guī)定了轉(zhuǎn)向架構(gòu)架承受的載荷條件，以期在構(gòu)架抗疲勞設(shè)計階段及試驗(yàn)驗(yàn)證階段即可保證構(gòu)架的全壽命安全。

但是，按照實(shí)際運(yùn)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在一些地鐵線路的運(yùn)用中，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架頻繁暴露出了疲勞可靠性不足問題，嚴(yán)重影響了列車的運(yùn)營安全，并帶來了巨大的人力、工作量和巨額費(fèi)用的維修問題。關(guān)鍵部件的疲勞可靠性不足表現(xiàn)為不同部位在檢修中出現(xiàn)的長短不一的裂紋，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到驟然斷裂，將引發(fā)災(zāi)難性后果。來自不同城市的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，頻繁暴露疲勞裂紋的關(guān)鍵部件有：齒輪箱吊桿、電機(jī)吊座、齒輪箱吊座、構(gòu)架橫側(cè)梁連接部、構(gòu)架橫縱梁連接部等，其中電機(jī)吊座區(qū)域裂紋占比最高。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架疲勞可靠性不足的根本原因，是設(shè)計時缺乏對實(shí)際運(yùn)用條件下構(gòu)架真實(shí)動態(tài)載荷的掌握，不能有效掌握構(gòu)架在運(yùn)用中的損傷狀況。同時也表明，依據(jù)定性的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行構(gòu)架抗疲勞設(shè)計在一些情況下已不能完全滿足實(shí)際運(yùn)用條件下的軌道車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架疲勞可靠性需求。

在對軌道車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架真實(shí)動態(tài)載荷的測試、探索、研究方面，文獻(xiàn)[4-6]分析了動車組在直線、曲線及進(jìn)出庫工況下的部分構(gòu)架載荷特性。文獻(xiàn)[7]對動車組懸掛結(jié)構(gòu)疲勞載荷譜進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[8]研究了長大交路條件下的C70型貨車轉(zhuǎn)向架載荷特性。上述研究成果在一定程度體現(xiàn)了不同運(yùn)行環(huán)境下轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷與國際規(guī)范載荷的區(qū)別與自身特性。地鐵車輛運(yùn)輸任務(wù)繁重、啟停頻繁、客流量變化明顯、線路構(gòu)造復(fù)雜等特點(diǎn)也決定了其轉(zhuǎn)向架構(gòu)架承載的特殊性，而目前系統(tǒng)、全面開展地鐵轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷及損傷特性的研究尚剛剛起步。

因此，有必要開展針對我國地鐵運(yùn)營環(huán)境、運(yùn)用條件的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架動態(tài)載荷與關(guān)鍵部位損傷的測試，研究真實(shí)運(yùn)用工況下的構(gòu)架載荷特征，分析復(fù)雜運(yùn)用線路條件下構(gòu)架的損傷規(guī)律，為進(jìn)一步實(shí)施滿足運(yùn)用條件的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架抗疲勞優(yōu)化設(shè)計提供基礎(chǔ)。本文完成某B型地鐵構(gòu)架高精度測力構(gòu)架，換裝在實(shí)際運(yùn)用的地鐵車輛上進(jìn)行真實(shí)載客運(yùn)行條件下的線路載荷與動應(yīng)力測試，對載荷特征進(jìn)行不同車輛運(yùn)行狀態(tài)下的時域和頻域分析，研究不同載客量和線路特征所對應(yīng)的構(gòu)架疲勞損傷。

1 構(gòu)架載荷與應(yīng)力線路測試方法

1.1 構(gòu)架載荷測試方法

B型地鐵動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架通過圓錐形橡膠彈簧實(shí)現(xiàn)構(gòu)架與輪對的定位并連接，通過空氣彈簧承載車體并在牽引拉桿的作用下牽引車輛前進(jìn)。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架主體結(jié)構(gòu)為兩個橫梁與兩個側(cè)梁，橫梁上焊接有電機(jī)吊座、齒輪箱吊座及牽引拉桿座用于懸掛驅(qū)動裝置和連接牽引裝置，按照車輛運(yùn)動、承載特征[9-10]及復(fù)雜結(jié)構(gòu)載荷識別的系統(tǒng)性[11-13]，建立該型構(gòu)架在車輛運(yùn)營過程中承受的11種載荷系，如圖1所示。

圖1 構(gòu)架承受載荷示意圖

文獻(xiàn)[14-15]介紹了 “載荷標(biāo)定”，測力構(gòu)架即采用構(gòu)架測試獲得其在實(shí)際運(yùn)用中所承受的動態(tài)載荷[16-17]，且不對構(gòu)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何改變，不影響其與轉(zhuǎn)向架部件的接口。按照轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的抗疲勞設(shè)計要求，構(gòu)架在運(yùn)用中的變形與外載成線彈性關(guān)系，局部應(yīng)力與載荷的傳遞關(guān)系為

σ(t)=kF(t)

(1)

式中：σ(t)為構(gòu)架局部的應(yīng)力響應(yīng)；k為“載荷-應(yīng)力”傳遞系數(shù)；F(t)為外部載荷。

若多個載荷同時作用，多個載荷均可引起構(gòu)架上的應(yīng)力響應(yīng)，則式(1)轉(zhuǎn)換為

(2)

式中：σm為構(gòu)架上第m個測點(diǎn)疊加后應(yīng)力響應(yīng)；kmn為第n類載荷與第m個測點(diǎn)的載荷-應(yīng)力傳遞系數(shù)；Fn為第n類外部載荷。式(2)可用矩陣形式表述為

σ=KF

(3)

式中：σ為應(yīng)力矩陣，由應(yīng)變采集系統(tǒng)直接測得；K為載荷-應(yīng)力傳遞系數(shù)矩陣；F為外部載荷矩陣。若使式(3)中的外部載荷獲得準(zhǔn)確解析解，最為有效的方法是：在多次加載的基礎(chǔ)上，尋求合適的應(yīng)力響應(yīng)位置，通過組橋解耦消除應(yīng)力響應(yīng)的載荷耦合作用，準(zhǔn)確獲得各載荷系和被測試部位的高精度對應(yīng)關(guān)系，即制作高精度測力構(gòu)架，使得單一載荷測試通道的測量誤差低于2%。

對于本次研究對象，構(gòu)架載荷標(biāo)定工作歷時4個月，在數(shù)千次加載的基礎(chǔ)上研究制作完成了該地鐵構(gòu)架的高精度測力構(gòu)架，滿足測量誤差低于2%的要求，實(shí)現(xiàn)載荷測試通道與所測載荷一一對應(yīng)，如式(4)所示。該項(xiàng)工作為后續(xù)線路測試中能夠準(zhǔn)確獲得構(gòu)架所承受的11種載荷系奠定了基礎(chǔ)。

(4)

1.2 構(gòu)架動應(yīng)力測試方法

對于結(jié)構(gòu)承受的動應(yīng)力國內(nèi)外通常采用電阻應(yīng)變片進(jìn)行測試。在構(gòu)架的關(guān)鍵部位粘貼應(yīng)變片，對應(yīng)變ε進(jìn)行連續(xù)測量。獲得材料的彈性模量E，根據(jù)式(5)可以獲得該部位的應(yīng)力σ。

σ=Eε

(5)

構(gòu)架的結(jié)構(gòu)形式和受力情況比較復(fù)雜，通過綜合強(qiáng)度分析、模態(tài)分析和構(gòu)架細(xì)部結(jié)構(gòu)確定測點(diǎn)位置。動應(yīng)力測點(diǎn)的布置如圖2所示，分布于橫側(cè)梁連接部(測點(diǎn)用HC表示)，橫縱梁連接部(測點(diǎn)用HZ表示)，電機(jī)吊座與橫梁連接部(測點(diǎn)用HD表示)，齒輪箱吊座與橫梁連接部(測點(diǎn)用HCL表示)，一系彈簧座與側(cè)梁連接部(測點(diǎn)用Y表示)。

圖2 應(yīng)力測點(diǎn)布置

2 測試條件

地鐵正常運(yùn)營時，采集所有載荷、應(yīng)力、速度、搖頭角速度(用于判斷車輛運(yùn)行于直線、曲線)等數(shù)據(jù)。車輛運(yùn)行工況為29圈內(nèi)、外環(huán)線路，覆蓋車輛加速運(yùn)行、勻速運(yùn)行、減速運(yùn)行、進(jìn)出車站和不同曲線等全運(yùn)用工況。獲得了應(yīng)力、載荷、速度、車輛搖頭角速度等多種物理量-時間信號。

3 構(gòu)架線路載荷特性分析

3.1 構(gòu)架主體載荷分析

在復(fù)雜多變的車輛運(yùn)營載荷條件下，構(gòu)架浮沉載荷、扭轉(zhuǎn)載荷、菱形載荷、側(cè)滾載荷以及橫向載荷作用于構(gòu)架整體，稱為轉(zhuǎn)向架構(gòu)架主體載荷。圖3給出了列車從一個車站啟動加速、行經(jīng)站間直線區(qū)間、到下一個車站減速停車時的構(gòu)架主體載荷、速度和搖頭角速度的時間歷程。由圖3可見，列車在出站和進(jìn)站時由于該線路為島式站臺，搖頭角速度發(fā)生快速變化。列車在啟動瞬間車輛狀態(tài)突變，浮沉載荷均值發(fā)生變化。之后列車不斷加速，列車行經(jīng)島式站臺的出站短曲線線路，橫向載荷、扭轉(zhuǎn)載荷、側(cè)滾載荷和菱形載荷發(fā)生明顯的波動，而浮沉載荷幾乎無變化。

圖3 構(gòu)架主要載荷時間歷程

列車出站后進(jìn)入勻速運(yùn)行階段，此階段構(gòu)架整體承載相對平穩(wěn)，主體載荷的交變分量呈現(xiàn)小幅波動。其中，菱形載荷交變幅值約為6.0 kN，短時有16 kN變化；橫向載荷的交變幅值約為5.0 kN；浮沉、側(cè)滾和扭轉(zhuǎn)載荷的交變幅值約為2.5 kN。

列車在即將到達(dá)前方車站時，處于制動減速階段，同樣要經(jīng)過島式站臺所決定的站前曲線，浮沉交變載荷變化要大于駛出島式站臺時的變化量，其余載荷呈現(xiàn)與駛出島式站臺時的類似特征，當(dāng)列車停車后，各載荷動態(tài)變化接近于0。

在列車啟動出站-加速-勻速運(yùn)行-減速-進(jìn)站停車過程中，構(gòu)架主體載荷明顯受到線路條件及車輛運(yùn)行狀態(tài)的影響，表現(xiàn)為：

(1)加速和減速階段載荷幅值明顯；

(2)在站前站后的曲線上，側(cè)滾載荷、扭轉(zhuǎn)載荷、菱形載荷、橫向載荷具有較高相關(guān)度；

(3)直線勻速行駛階段各載荷變化幅度最小。

構(gòu)架主體載荷從列車啟動到停車過程的短時傅里葉變換(STFT)如圖4所示。由圖4可見，構(gòu)架主體載荷能量在10 Hz以內(nèi)。在啟動加速階段，列車駛出島式站臺時的短曲線線路導(dǎo)致載荷的瞬時頻率快速變化。直線勻速運(yùn)行時，扭轉(zhuǎn)載荷和橫向載荷的頻率相對穩(wěn)定，菱形載荷、側(cè)滾載荷具備的振動能量降低。在列車開始制動減速準(zhǔn)備進(jìn)入島式站臺時，各載荷的振動能量又開始增大，表明在列車行經(jīng)短曲線線路時，構(gòu)架主體載荷同時出現(xiàn)了能量成分，一定程度上驗(yàn)證了這些載荷在特定線路上的相關(guān)性，也表明在這些特定線路上構(gòu)架疲勞損傷較直線勻速運(yùn)行時要明顯增加。

圖4 構(gòu)架主體載荷STFT變換

3.2 構(gòu)架牽引、驅(qū)動載荷分析

構(gòu)架疲勞除受到主體載荷影響外，橫梁上作用于電機(jī)吊座的載荷、齒輪箱吊座的載荷和牽引座處載荷，同樣對橫梁局部造成明顯的疲勞損傷。文中定義以上載荷為構(gòu)架牽引驅(qū)動載荷。

圖5給出了列車從某個車站加速啟動、行經(jīng)直線區(qū)間、到另一個車站減速停車時的構(gòu)架牽引驅(qū)動載荷以及在該過程中列車速度和搖頭角速度變化情況。列車在加速啟動階段，電機(jī)進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時電機(jī)垂向和橫向載荷變化較小；之后通過聯(lián)軸節(jié)將動力傳遞至齒輪箱驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，齒輪箱吊座載荷發(fā)生短時6 kN變化載荷的作用；構(gòu)架和車體中心銷間的縱向載荷約為10 kN。在列車運(yùn)行速度從0提升至約30 km/h的過程中，電機(jī)載荷變化較快且幅度逐漸增大，縱向載荷為10 kN不變，齒輪箱吊座載荷緩慢變化幅值較小。當(dāng)列車速度繼續(xù)提高并進(jìn)入短曲線線路，電機(jī)垂向載荷和橫向載荷短時發(fā)生較大幅值變化，分別為27.5 kN和6 kN左右。在列車運(yùn)行于短曲線線路時，列車速度逐漸增加，牽引載荷開始減小，電機(jī)橫向載荷、電機(jī)垂向載荷振幅逐漸變小，大幅載荷作用于齒輪箱吊座。當(dāng)速度繼續(xù)增大到約72 km/h時，列車駛?cè)胫本€區(qū)間，縱向載荷開始逐漸減小，齒輪箱吊座載荷緩慢變化且存在較大幅值，電機(jī)垂向載荷和橫向載荷幅值同時減小。

圖5 構(gòu)架牽引驅(qū)動載荷-時間歷程

縱向載荷表現(xiàn)為，車輛勻速運(yùn)行速度為72 km/h時，載荷幅值在零點(diǎn)附近波動。電機(jī)垂向載荷和橫向載荷變化幅值較小，波動幅度分別為7 kN和1.5 kN左右。齒輪箱吊座載荷變化較為緩慢，波動范圍約為10 kN。

列車由惰性運(yùn)行狀態(tài)開始制動減速時，傳動系統(tǒng)載荷狀態(tài)又產(chǎn)生明顯變化，齒輪箱吊座載荷幅值達(dá)到19 kN；電機(jī)橫向和垂向載荷呈現(xiàn)先增后減變化趨勢。駛?cè)胝厩扒€使電機(jī)垂向載荷和橫向載荷出現(xiàn)短時較明顯的幅值變化，分別為15 kN和2 kN。牽引拉桿受到制動反作用力，最大縱向載荷提升至最大15 kN，大于啟動時牽引拉桿載荷。減速至40 km/h時，電機(jī)垂向載荷、電機(jī)橫向載荷基本不再產(chǎn)生，但齒輪箱吊座仍存在小幅值載荷，縱向載荷開始減小。當(dāng)速度減至20 km/h時，列車駛出站前曲線線路進(jìn)入車站，齒輪箱吊座載荷也基本為零。從發(fā)車到停車運(yùn)行過程中，構(gòu)架牽引驅(qū)動載荷同時受線路條件和運(yùn)行狀態(tài)影響波動明顯，啟動過程中的載荷波動較其他過程波動變化、幅值變化最大，施加制動并減速的過程次之，站間的勻速運(yùn)行過程載荷波動最慢，幅值變化最小。

對變化范圍較大的電機(jī)垂向載荷和齒輪箱吊座載荷進(jìn)行STFT變換，如圖6所示。由圖6可見，驅(qū)動載荷在車輛不同運(yùn)行階段作用的頻率范圍差異明顯。啟動過程中，提高速度的同時，電機(jī)垂向載荷的作用頻率也增大，制動過程與之相反。惰性運(yùn)行時，電機(jī)載荷作用的頻率范圍明顯低于加速減速階段。在整個運(yùn)行過程中有51 Hz高頻能量成分。齒輪箱吊座載荷作用的頻率范圍在整個過程中維持在0～10 Hz左右。

圖6 電機(jī)垂向載荷和齒輪箱載荷STFT變換

由上述分析可見，對于地鐵車輛來說，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架主體載荷與牽引驅(qū)動載荷的動態(tài)行為均與線路條件及列車運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)，列車頻繁的啟停、站前站后的短曲線線路均導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架構(gòu)架承受較大幅值、較高頻次的動態(tài)載荷作用，這將很大程度上增大構(gòu)架疲勞控制部位的損傷。構(gòu)架主體載荷能量在10 Hz以內(nèi)，但電機(jī)吊座載荷有51 Hz左右的能量成分存在。圖7為車輛運(yùn)行一天(05:00—23：00)構(gòu)架主體載荷譜，可見構(gòu)架主體載荷中，橫向載荷作用的大小和頻次在構(gòu)架主體載荷中最為明顯。

圖7 車輛運(yùn)行一天實(shí)測載荷譜

4 構(gòu)架損傷分析

材料或焊接接頭的S-N曲線方程為

(6)

按照miner線性疲勞累積損傷法則，結(jié)構(gòu)中疲勞控制部位的損傷為

(7)

式中：m和C為S-N曲線參數(shù)；k為實(shí)測應(yīng)力譜級數(shù)；ni為應(yīng)力譜中第i級應(yīng)力的作用頻次；Si為應(yīng)力譜中第i級應(yīng)力的幅值。

由于材料或者結(jié)構(gòu)的疲勞是一個各態(tài)歷經(jīng)及損傷累積的過程，所以分析結(jié)構(gòu)損傷受線路狀態(tài)、車輛運(yùn)行狀態(tài)的影響，有助于判斷構(gòu)架在運(yùn)營過程中的損傷分布，對于車輛、線路的維修具有指導(dǎo)意義。

4.1 線路區(qū)間對構(gòu)架損傷的影響

由于整條線路中各區(qū)間長度不一致，故用各區(qū)間每公里疲勞累積損傷來表征各區(qū)間的線路狀態(tài)。計算圖2中疲勞控制區(qū)域在全線各個區(qū)間的每公里疲勞累積損傷，如圖8所示。所測線路共計20個區(qū)間，表示為A-T，其中，A、E、J、K、O、S和T(入庫)區(qū)間為含有小半徑的曲線線路，其他區(qū)間為直線線路。

圖8 列車通過不同區(qū)間時構(gòu)架的損傷

由圖8可見，構(gòu)架中疲勞累積損傷最嚴(yán)重的部位為橫側(cè)梁連接部、電機(jī)吊座與橫梁連接部、齒輪箱吊座與橫梁連接部。同時，車輛運(yùn)行于不同區(qū)間，構(gòu)架產(chǎn)生不同水平甚至非常明顯的疲勞損傷。在B和G兩個區(qū)間的每公里損傷明顯高出其他區(qū)間，曲線區(qū)間E、J、K、O、S所有測點(diǎn)的損傷也較為明顯。另外，啟動階段和制動階段也會造成明顯的構(gòu)架疲勞累積損傷，這是由島式站臺的影響造成的。

4.2 載客量對構(gòu)架損傷的影響

在該條地鐵線路運(yùn)行中，載客量大的時間段為早高峰和晚高峰區(qū)段。列車通過B(直線)區(qū)間和O(曲線)區(qū)間時的速度和搖頭角速度時域圖如圖9和圖10所示。B區(qū)間不考慮島式站臺的影響為直線區(qū)間，列車在直線段的搖頭角速度變化較小，O區(qū)間線路情況較為惡劣，忽略島式站臺，O區(qū)間比B區(qū)間增加了緩和曲線段和圓曲線段，為典型的曲線區(qū)間。

圖9 列車通過B區(qū)間速度和搖頭角速度時域圖

圖10 列車通過O區(qū)間速度和搖頭角速度時域圖

圖11 列車通過B區(qū)間時部分測點(diǎn)損傷

圖12 列車通過O區(qū)間時部分測點(diǎn)損傷

選取疲勞損傷較大的齒輪箱吊座區(qū)域測點(diǎn)D4-HCL5、橫側(cè)梁連接部區(qū)域測點(diǎn)D3-HC3、電機(jī)吊座區(qū)域測點(diǎn)D4-HD3、D3-HD10計算列車一天中不同時間段在B、O兩個區(qū)間所對應(yīng)的每公里損傷，如圖11和圖12所示。由圖11可見，在直線區(qū)間，不同的測點(diǎn)損傷與載客量變化規(guī)律不完全一致，在載客量較大的兩個時間08:09和17:55時基本為客流早晚高峰時期，位于橫梁上方的齒輪箱吊座測點(diǎn)D4-HCL5、電機(jī)吊座測點(diǎn)D3-HD10、橫側(cè)梁連接部位測點(diǎn)D3-HC3的疲勞累積損傷隨著載客量的增大而下降；電機(jī)吊座與橫梁連接部D4-HD3的損傷規(guī)律與客流量規(guī)律趨于一致。

由圖12可見，列車通過曲線區(qū)間時，4個測點(diǎn)的損傷規(guī)律存在一致的趨勢：早、晚高峰時最大的載客量并未造成最大的測點(diǎn)疲勞累積損傷，曲線相對于載客量是構(gòu)架更大的疲勞損傷來源。列車運(yùn)行在曲線時，線路激勵會增大，從而導(dǎo)致增大構(gòu)架的振動幅度，但早、晚高峰的大載客量可能會降低構(gòu)架的振動幅，從而降低構(gòu)架損傷。

5 結(jié)論

本文對某型地鐵動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架運(yùn)營動載荷和動應(yīng)力進(jìn)行線路跟蹤測試，結(jié)合運(yùn)行狀態(tài)、線路條件、載客量分析了構(gòu)架在車輛正常運(yùn)營中動態(tài)載荷與疲勞損傷的特征，為設(shè)計和運(yùn)用人員掌握地鐵車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的載荷特征，在不同線路條件下的損傷狀況，以及開展地鐵線路和車輛的運(yùn)營管理提供參考。

(1)標(biāo)定制作高精度測力構(gòu)架，是能夠直接獲得線路運(yùn)用中構(gòu)架所承受真實(shí)載荷數(shù)據(jù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

(2)載荷信號的時域頻域特征表明，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架主體載荷、牽引驅(qū)動載荷均與線路條件及列車運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)，列車頻繁的啟停、站前站后的短曲線線路導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架構(gòu)架承受大幅值、較高頻次的動態(tài)載荷，增大了構(gòu)架疲勞控制部位的損傷。構(gòu)架主體載荷能量在10 Hz以內(nèi)，電機(jī)吊座載荷存在51 Hz振動能量，高頻的載荷將急劇加速構(gòu)架的疲勞損傷累積，這也是引起電機(jī)吊座區(qū)域疲勞裂紋的原因，構(gòu)架優(yōu)化改進(jìn)時應(yīng)采取措施抑制構(gòu)架承受的高頻載荷輸入。

(3)地鐵線路狀況的變化對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架疲勞損傷影響明顯，曲線線路造成的構(gòu)架疲勞損傷普遍大于直線線路造成的構(gòu)架疲勞損傷；同一部位線路狀況惡劣的區(qū)段造成的損傷比線路狀況良好的區(qū)段造成的損傷可高出8倍及以上。因此，加強(qiáng)疲勞損傷較大區(qū)段的線路養(yǎng)護(hù)對于降低轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的損傷具有重要作用。

(4)損傷計算結(jié)果顯示，在直線區(qū)間和曲線區(qū)間，構(gòu)架不同部位的疲勞損傷受到載客量的影響明顯，在曲線區(qū)間，載客量最大的早晚高峰，某些典型部位每公里的損傷并非最大。需要從構(gòu)架本身的抗疲勞能力提升方面著手，使其能夠適應(yīng)運(yùn)用中的載荷輸入與線路條件。

(5)為保證車輛的運(yùn)用安全，開展進(jìn)一步的構(gòu)架抗疲勞優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計建議：針對幅值大、頻次高的載荷輸入，采取措施降低載荷輸入；針對構(gòu)架結(jié)構(gòu)中的薄弱區(qū)域，采取系統(tǒng)性補(bǔ)強(qiáng)與加強(qiáng)焊接接頭局部疲勞強(qiáng)度的措施。

本文基于實(shí)測地鐵車輛正常運(yùn)營條件下構(gòu)架載荷與動應(yīng)力，研究構(gòu)架動態(tài)載荷特性與疲勞控制部位的損傷特征，論文數(shù)據(jù)基于地鐵車輛架修后的運(yùn)行狀態(tài)。隨著車輛投入運(yùn)用里程的增加，構(gòu)架載荷與損傷特性可能發(fā)生變化，將持續(xù)跟蹤測試并進(jìn)一步開展研究。