王 石， 宋 燁， 魏 來(lái)， 張 嘉， 王 燕， 孫 熠， 屈 升

(1. 中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266000； 2. 西南交通大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，成都 610031; 3. 西南交通大學(xué) 牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610031)

隨著我國(guó)城市軌道交通的快速發(fā)展，地鐵車輛在長(zhǎng)期服役條件下出現(xiàn)了一系列輪軌接觸界面磨耗問題，出現(xiàn)諸如鋼軌波浪形磨耗、車輪非圓化磨耗[1]和鋼軌接縫沖擊[2]等現(xiàn)象。鋼軌波磨和車輪不圓均屬于短波不平順，容易引起轉(zhuǎn)向架高頻振動(dòng)和沖擊，造成構(gòu)架或附屬零部件疲勞開裂、旋轉(zhuǎn)部件異常振動(dòng)、輪軌噪聲加劇[3]等問題，嚴(yán)重影響列車運(yùn)行舒適性和安全性。

鋼軌波磨的形成機(jī)理復(fù)雜多樣，至今仍未形成系統(tǒng)的理論可以合理解釋各種類型的鋼軌波磨，因此也無(wú)法從根本上抑制或消除鋼軌波磨。Ahlbeck等[4]通過對(duì)多種地鐵線路波磨現(xiàn)象的總結(jié)，提出按照波長(zhǎng)將鋼軌波磨分類，并對(duì)不同波長(zhǎng)波磨的形成原因做了詳細(xì)討論，后期又有相關(guān)學(xué)者在此基礎(chǔ)上提出了多種方式來(lái)抑制鋼軌波磨的形成與發(fā)展，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好成效；Grassie[5]提出了反饋振動(dòng)理論解釋鋼軌波磨的成因，即認(rèn)為初始鋼軌無(wú)波磨存在，由于軌道不平順，列車通過時(shí)引起輪軌間相互作用，會(huì)產(chǎn)生固定波長(zhǎng)的鋼軌磨損，當(dāng)列車再次通過該路段時(shí)，輪軌間作用力會(huì)因?yàn)殇撥壞p的出現(xiàn)而變大，進(jìn)一步加劇了鋼軌磨損，依據(jù)該理論Grassie對(duì)鋼軌波磨類型做了全新劃分；Oostermeijer[6]專門針對(duì)鋼軌短波波磨進(jìn)行了研究，并將其形成原因進(jìn)行了分類討論，基于該討論提出了對(duì)應(yīng)的波磨預(yù)防與治理方案，并取得了顯著的效果；國(guó)內(nèi)方面，金學(xué)松等[7]在對(duì)各國(guó)鐵路鋼軌波磨特征及類型總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)國(guó)內(nèi)不同速度級(jí)鐵路的鋼軌波磨進(jìn)行了特征及應(yīng)對(duì)策略研究；劉學(xué)毅等[8]通過對(duì)重載鐵路波磨規(guī)律的總結(jié)，將鋼軌波磨的成因分為了動(dòng)力類和非動(dòng)力類兩種；陳光雄等[9]提出了輪軌摩擦耦合振動(dòng)理論，該理論可以對(duì)部分鋼軌波磨現(xiàn)象做出較好的解釋。

本文針對(duì)地鐵車輛出現(xiàn)的排障板斷裂問題進(jìn)行了機(jī)理分析與試驗(yàn)研究，結(jié)合斷口分析、仿真計(jì)算和線路測(cè)試等手段，深入開展鋼軌波磨狀態(tài)下地鐵轉(zhuǎn)向架排障板的振動(dòng)響應(yīng)和疲勞強(qiáng)度分析，揭示排障板開裂原因。從降低應(yīng)力和提升模態(tài)頻率的角度，設(shè)計(jì)了一種新型排障板結(jié)構(gòu)，利用線路測(cè)試結(jié)果對(duì)新排障板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性和疲勞強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估，為后續(xù)車輛設(shè)計(jì)提供支撐。

1 排障板故障描述及斷口分析

1.1 排障板故障現(xiàn)象描述

地鐵車輛在高速運(yùn)行時(shí)，鋼軌上存在的任何障礙物均可能導(dǎo)致行車安全事故，因此在地鐵列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架前端設(shè)置了排障板，用于及時(shí)清除兩側(cè)鋼軌上的障礙物。如圖1所示為地鐵轉(zhuǎn)向架排障板安裝圖示。該排障板結(jié)構(gòu)上采用折彎鋼板焊接安裝板的形式，通過螺栓將排障板剛性安裝于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架端部。但在近期地鐵車輛回庫(kù)日檢時(shí)發(fā)現(xiàn)了多起排障板斷裂問題。圖2所示為其中一支發(fā)生斷裂的排障板實(shí)物圖，從圖中可以看出排障板沿著安裝板焊縫整體斷裂。

由于排障板存在與鋼軌上的異物撞擊的可能，為判斷其斷裂性質(zhì)，對(duì)排障板分別進(jìn)行了斷口分析、焊縫質(zhì)量和化學(xué)成分調(diào)查。

1.2 排障板斷口分析

經(jīng)斷口宏觀形貌檢查，排障板組成斷口具有多源疲勞故障特征，斷裂緊貼焊趾，不波及焊縫，斷口全部在母材上，瞬斷區(qū)較小，疲勞擴(kuò)展充分，如圖3(a)所示，疲勞源位于焊趾處，沿垂直于鋼板厚度方向擴(kuò)展，說明裂源處存在原始的焊接冷裂紋；裂源處未見明顯疏松、夾渣或老舊裂紋，如圖3(b)所示；斷面擴(kuò)展區(qū)微觀形貌為準(zhǔn)解理故障，疲勞灰紋清晰可見，如圖3(c)所示；綜上可知該排障板斷裂屬于典型的結(jié)構(gòu)疲勞故障。

1.3 焊縫質(zhì)量檢查

對(duì)圖4所示的裂源焊縫各區(qū)域進(jìn)行金相檢查，焊縫區(qū)(Ⅰ區(qū))組織為柱狀晶分布的珠光體+鐵素體；熱影響區(qū)(Ⅱ區(qū))組織為板條狀馬氏體+少量鐵素體；熱影響區(qū)(Ⅲ區(qū))組織為粒狀貝氏體+珠光體+鐵素體；母材區(qū)(Ⅳ區(qū))組織為帶狀鐵素體+珠光體，根據(jù)GB/T 13299—1991[10]可以評(píng)定該帶狀組織為4級(jí)，符合《轉(zhuǎn)向架國(guó)產(chǎn)鋼板供貨技術(shù)條件》要求。對(duì)故障排障板進(jìn)行取樣分析，其化學(xué)成分符合GB/T 1591—2008規(guī)定要求[11]。

綜上，發(fā)生斷裂的排障板其化學(xué)成份和機(jī)械性能均符合要求，排障板斷裂的原因是在其新造過程中焊趾部位產(chǎn)生了原始焊接冷裂紋，在后期列車運(yùn)行振動(dòng)下，該微裂紋作為疲勞源緩慢擴(kuò)展，最終導(dǎo)致排障板斷裂。為研究導(dǎo)致排障板裂紋擴(kuò)展的振動(dòng)來(lái)源，分別從排障板結(jié)構(gòu)自身振動(dòng)特性以及振動(dòng)傳遞路徑等方面進(jìn)行計(jì)算與試驗(yàn)分析。

2 排障板自身振動(dòng)特性分析

2.1 排障板模態(tài)分析

為分析排障板自身振動(dòng)特性，首先建立了排障板有限元分析模型，根據(jù)排障板實(shí)際工作狀態(tài)，在安裝板的通孔位置將其約束，計(jì)算得到排障板的約束模態(tài)，計(jì)算結(jié)果如圖5所示，其一階模態(tài)振型為一階橫彎，一階模態(tài)頻率為101.63 Hz，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)通過錘擊法實(shí)測(cè)得到排障板的一階模態(tài)頻率為101.25 Hz，模態(tài)振型為一階橫彎，模態(tài)實(shí)測(cè)結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果吻合。

2.2 基于實(shí)測(cè)應(yīng)力的排障板疲勞強(qiáng)度評(píng)估

為獲得車輛運(yùn)營(yíng)過程中排障板的應(yīng)力水平，針對(duì)排障板進(jìn)行線路運(yùn)營(yíng)動(dòng)應(yīng)力測(cè)試。結(jié)合排障板斷口位置以及有限元計(jì)算結(jié)果，在一、二位排障板上布置垂直于安裝板焊縫的1號(hào)～4號(hào)應(yīng)變片，，每個(gè)應(yīng)變片電阻值為120 Ω，采用惠斯通半橋橋路，排障板動(dòng)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置如圖6所示。測(cè)試全程車輛常用速度為60～70 km/h，車輛運(yùn)營(yíng)最高時(shí)速為80 km/h。

圖7(a)所示為實(shí)測(cè)得到的車輛在上行線某區(qū)間內(nèi)4號(hào)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的動(dòng)應(yīng)力時(shí)間歷程，可以明顯看出當(dāng)車輛以常用速度60 km/h運(yùn)行時(shí)，被測(cè)試的一、二位排障板在該區(qū)間內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力數(shù)值激增，一、二位排障板應(yīng)力幅值分別達(dá)到70 MPa和50 MPa左右；圖7(b)所示為對(duì)該段時(shí)域信號(hào)做頻譜分析得到的幅頻曲線，可以看出一、二位排障板振動(dòng)主頻均為101 Hz，結(jié)合排障板模態(tài)頻率可知，排障板動(dòng)應(yīng)力突增的原因可能是外界激勵(lì)頻率與排障板自身一階橫彎模態(tài)頻率耦合，排障板發(fā)生了共振所致。

利用實(shí)測(cè)得到的動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)對(duì)排障板進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評(píng)估，由于轉(zhuǎn)向架及其安裝部件的疲勞屬于變幅載荷下的疲勞問題，低于疲勞極限的應(yīng)力也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷產(chǎn)生影響，因此變幅載荷下結(jié)構(gòu)的疲勞評(píng)估需要考慮各級(jí)應(yīng)力水平對(duì)疲勞損傷的貢獻(xiàn)[12-13]。為利用材料標(biāo)準(zhǔn)的S-N曲線進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評(píng)估，需要對(duì)動(dòng)應(yīng)力時(shí)間歷程進(jìn)行雨流循環(huán)計(jì)數(shù)和平均應(yīng)力修正，將非對(duì)稱工作循環(huán)應(yīng)力譜轉(zhuǎn)化為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力譜，圖8所示為對(duì)車輛上行線實(shí)測(cè)的動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到的16級(jí)零均值幅值-頻次應(yīng)力譜。按等損傷原則，將測(cè)試得到的各測(cè)點(diǎn)短程動(dòng)應(yīng)力譜擴(kuò)展到360萬(wàn)km全設(shè)計(jì)壽命下進(jìn)行疲勞評(píng)估，具體計(jì)算規(guī)則如下：

記動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)里程L1=95.68 km，根據(jù)Miner累積損傷原理[14-15]，計(jì)算出實(shí)測(cè)短程動(dòng)應(yīng)力譜對(duì)應(yīng)的損傷值為D1

(1)

式中:ni為各級(jí)應(yīng)力幅值的循環(huán)次數(shù)；Ni為各級(jí)應(yīng)力幅值對(duì)應(yīng)的載荷壽命；C1和m為S-N曲線的相關(guān)參數(shù)。

記地鐵車輛排障板安全運(yùn)營(yíng)360萬(wàn)km對(duì)應(yīng)的等效應(yīng)力幅值為σaeq，設(shè)等效應(yīng)力幅σaeq作用N次產(chǎn)生的損傷為D，則有

(2)

式中，N一般取200萬(wàn)次 。

已知實(shí)測(cè)應(yīng)力譜對(duì)應(yīng)的運(yùn)行公里數(shù)L1以及實(shí)測(cè)應(yīng)力譜產(chǎn)生的損傷D1；記等效應(yīng)力幅σaeq作用下產(chǎn)生的損傷為D，同時(shí)安全運(yùn)行里程為L(zhǎng)=360×104km，根據(jù)等損傷原則有

(3)

將式(1)與式(2)的代入式(3)中，整理得到排障板全壽命周期下對(duì)應(yīng)的等效應(yīng)力幅σaeq

(4)

圖9所示為計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)壽命下各測(cè)點(diǎn)的等效應(yīng)力。采用JIS 4207[16]標(biāo)準(zhǔn)中給定的疲勞極限對(duì)各測(cè)點(diǎn)的等效應(yīng)力幅進(jìn)行評(píng)定：對(duì)于非打磨焊縫，疲勞極限取70 MPa。可以看出排障板部分測(cè)點(diǎn)的等效應(yīng)力幅值遠(yuǎn)大于材料的疲勞壽命許用極限，該排障板實(shí)際使用壽命達(dá)不到360萬(wàn)km設(shè)計(jì)壽命。

3 振動(dòng)來(lái)源分析

3.1 振動(dòng)傳遞路徑分析

由第2.2節(jié)中基于實(shí)測(cè)動(dòng)應(yīng)力的排障板疲勞強(qiáng)度評(píng)估結(jié)果可知，列車實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中，排障板安裝板焊縫處的應(yīng)力水平過高，排障板的實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)達(dá)不到其設(shè)計(jì)壽命，為分析排障板的振動(dòng)來(lái)源，在排障板可能的振動(dòng)傳遞路徑上布置加速度傳感器，監(jiān)測(cè)各部分的振動(dòng)情況，實(shí)際測(cè)試時(shí)分別在排障板端部、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架端部、軸箱等位置布置三向壓電式高頻響加速度計(jì)，各加速度計(jì)的量程均為500g，設(shè)定數(shù)據(jù)采樣頻率為5 kHz。圖10(a)與圖10(b)所示分別為位于轉(zhuǎn)向架軸箱上方與排障板端部的加速度傳感器。

圖11(a)所示為采集得到的各加速度測(cè)點(diǎn)的時(shí)域信號(hào)，可以看出位于排障板端部的加速度測(cè)點(diǎn)時(shí)域信號(hào)與軸箱加速度測(cè)點(diǎn)時(shí)域信號(hào)變化規(guī)律一致，說明排障板與軸箱的振動(dòng)來(lái)源相同，均來(lái)源于下方輪軌系統(tǒng)，即輪軌激勵(lì)通過軸箱傳遞至轉(zhuǎn)向架構(gòu)架再傳遞至排障板。

對(duì)各加速度測(cè)點(diǎn)的時(shí)域信號(hào)做頻譜分析，得到對(duì)應(yīng)的幅頻曲線，如圖11(b)所示。通過觀察各加速度信號(hào)的幅頻曲線，發(fā)現(xiàn)不存在隨速度變化、且全程連續(xù)的振動(dòng)頻率，說明振動(dòng)來(lái)源不是由于車輪不圓造成的連續(xù)沖擊，通過后期的車輪徑跳測(cè)試也證明了這一點(diǎn)。同時(shí)振動(dòng)信號(hào)不存在周期性，說明軌縫沖擊也不是振動(dòng)產(chǎn)生的主要原因，故考慮軸箱至排障板的振動(dòng)來(lái)源可能為線路某一區(qū)段內(nèi)的鋼軌存在波磨。根據(jù)加速度時(shí)域信號(hào)，結(jié)合列車運(yùn)行速度，定位出波磨較大的線路區(qū)段，單獨(dú)針對(duì)該段的鋼軌表面不平順進(jìn)行線路調(diào)查。

3.2 鋼軌波磨測(cè)試

針對(duì)上述區(qū)段線路進(jìn)行鋼軌短波不平順測(cè)試。鋼軌波磨的主要表征量為波長(zhǎng)和波深，其中波長(zhǎng)決定車輛通過波磨路段的頻率，而波深表示鋼軌沿縱向方向非均勻磨耗程度。圖12給出了上行線該區(qū)間左、右鋼軌不平順測(cè)試結(jié)果，從圖中可以看出，該上行區(qū)間右側(cè)鋼軌存在明顯的波磨，其波深為0.2 mm，波長(zhǎng)為163 mm。當(dāng)列車以60 km/h的常用速度通過該波磨路段時(shí)，由式(5)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的輪軌激擾頻率為102.2 Hz，與軸箱和排障板的振動(dòng)主頻一致，而該振動(dòng)頻率恰好與排障板一階橫彎模態(tài)頻率耦合，導(dǎo)致排障板共振，因此鋼軌波磨是造成排障板振動(dòng)過大的根源。

(5)

式中:v為列車通過速度；λ為波長(zhǎng)；f為波磨引起的激擾頻率。

4 排障板結(jié)構(gòu)優(yōu)化

通過對(duì)排障板自身結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析，結(jié)合對(duì)列車運(yùn)行線路特定區(qū)段的軌道不平順測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該段軌道存在較為嚴(yán)重的波磨，當(dāng)列車以常用速度通過該段波磨線路時(shí)，鋼軌波磨造成的激擾頻率與排障板一階橫彎模態(tài)頻率耦合，加劇了排障板的振動(dòng)，造成排障板應(yīng)力水平超限。針對(duì)這一問題可在兩方面著手解決。一方面通過對(duì)波磨段的鋼軌進(jìn)行打磨，降低波磨程度，但由于目前打磨技術(shù)等多種因素限制，鋼軌打磨不能完全消除波磨；另一方面，可對(duì)排障板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，提高地鐵車輛排障板自身對(duì)線路的適應(yīng)能力。

如圖13(a)所示為排障板原結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)之初出于安裝與加工的便捷，將安裝板兩對(duì)角均設(shè)計(jì)為了倒角，在使用過程中發(fā)現(xiàn)安裝板下部倒角所在的焊縫恰好是排障板開裂位置，因此將原結(jié)構(gòu)安裝板下部倒角改為圓弧形式，由此改變了排障板模態(tài)應(yīng)力分布，降低了焊縫處的應(yīng)力集中，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖13(b)所示；排障板通過上部安裝板固定于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架端部，排障板下部自由，因此安裝板下方焊縫所在區(qū)域也為變形較大的位置，為了提高排障板在該區(qū)域的剛度，將原結(jié)構(gòu)折彎位置下移；將原結(jié)構(gòu)中的非打磨焊縫改為打磨焊縫，以提高結(jié)構(gòu)焊縫的抗疲勞性能，同時(shí)增大了排障板翻邊。新型排障板重量相較原結(jié)構(gòu)僅增加了1 kg左右，因此不會(huì)對(duì)其他裝置的使用產(chǎn)生影響。

對(duì)改進(jìn)后的排障板重新計(jì)算其約束模態(tài)，計(jì)算結(jié)果如圖14所示，優(yōu)化改進(jìn)后的新結(jié)構(gòu)一階橫彎模態(tài)提高至152.08 Hz，相比原結(jié)構(gòu)得到一定程度提高。

將結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的排障板安裝至轉(zhuǎn)向架構(gòu)架端部再次進(jìn)行線路試驗(yàn)，在與原動(dòng)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)相同位置布置應(yīng)變計(jì)，圖15(a)所示為優(yōu)化后的排障板動(dòng)應(yīng)力測(cè)試時(shí)域結(jié)果，新型排障板動(dòng)應(yīng)力最大僅為10 MPa左右，相比原結(jié)構(gòu)得到大幅改善；圖15(b)所示為對(duì)應(yīng)的動(dòng)應(yīng)力信號(hào)幅頻曲線，排障板的一階模態(tài)頻率與鋼軌波磨引起的頻率有效避開，排障板模態(tài)振動(dòng)不再突出。

利用實(shí)測(cè)得到的動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的排障板重新進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評(píng)估，圖16所示為按照設(shè)計(jì)壽命360萬(wàn)km對(duì)實(shí)測(cè)動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)等效后得到的各測(cè)點(diǎn)等效應(yīng)力幅，可以看出優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)較原結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力幅大幅減小。根據(jù)JIS 4207標(biāo)準(zhǔn)，原結(jié)構(gòu)按照未打磨焊縫疲勞極限70 MPa評(píng)估，測(cè)點(diǎn)3、測(cè)點(diǎn)5和測(cè)點(diǎn)6均不滿足安全運(yùn)行360萬(wàn)km的要求，新型結(jié)構(gòu)按照打磨后焊縫疲勞極限110 MPa評(píng)估，各測(cè)點(diǎn)均滿足安全運(yùn)行360萬(wàn)km的要求。

5 結(jié) 論

以近期地鐵車輛在服役期間發(fā)生斷裂故障的轉(zhuǎn)向架排障板為研究對(duì)象，首先通過對(duì)排障板斷口取樣分析，確定了排障板的斷裂屬于結(jié)構(gòu)疲勞故障，進(jìn)而針對(duì)排障板開展了線路運(yùn)營(yíng)振動(dòng)測(cè)試，參照J(rèn)IS 4207標(biāo)準(zhǔn)，利用實(shí)測(cè)的動(dòng)應(yīng)力數(shù)據(jù)對(duì)排障板進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評(píng)估，發(fā)現(xiàn)排障板故障位置的等效應(yīng)力幅遠(yuǎn)超焊縫疲勞極限，達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命要求，通過對(duì)排障板動(dòng)應(yīng)力幅值較大區(qū)間內(nèi)的各測(cè)點(diǎn)加速度信號(hào)對(duì)比分析，將排障板的振動(dòng)來(lái)源歸根于鋼軌波磨，針對(duì)該區(qū)間進(jìn)行鋼軌短波不平順測(cè)試，發(fā)現(xiàn)該區(qū)間內(nèi)鋼軌波磨較為嚴(yán)重，當(dāng)列車以常用速度通過該波磨路段時(shí)，鋼軌波磨產(chǎn)生的輪軌激擾傳遞至排障板，恰好與排障板一階模態(tài)頻率耦合，最終導(dǎo)致排障板振動(dòng)水平過高，加速了焊縫處原始焊接冷裂紋的擴(kuò)展直至發(fā)生斷裂。為提高轉(zhuǎn)向架自身對(duì)線路的適應(yīng)能力，對(duì)排障板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對(duì)該新型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了線路復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)其動(dòng)應(yīng)力水平得到了大幅改善，該新型結(jié)構(gòu)可以滿足設(shè)計(jì)壽命要求。

地鐵轉(zhuǎn)向架在正式投入運(yùn)營(yíng)前會(huì)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展一系列的理論計(jì)算、臺(tái)架疲勞試驗(yàn)和線路動(dòng)應(yīng)力測(cè)試工作，但隨著列車長(zhǎng)期的高速載客運(yùn)行，車輪與鋼軌的磨耗會(huì)逐漸加劇，輪軌關(guān)系惡化，隨之而來(lái)的是輪軌激擾增加，而在設(shè)計(jì)之初往往忽略了鋼軌波磨等因素引起的高頻激勵(lì)與結(jié)構(gòu)模態(tài)匹配問題，加之焊縫打磨質(zhì)量不佳，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架構(gòu)架及附屬結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期服役條件下仍會(huì)發(fā)生局部疲勞失效，針對(duì)此類問題提出如下建議：①在轉(zhuǎn)向架及其局部懸臂部件設(shè)計(jì)階段，除依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求工況進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核外，還需重點(diǎn)關(guān)注高頻激勵(lì)條件下結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度；②持續(xù)關(guān)注車輪徑跳情況，加強(qiáng)車輛的鏇修管理，保證車輪在服役期間的良好性能；③在結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況，明確焊接起弧和收弧的位置，避開應(yīng)力集中位置，焊接前進(jìn)行板材預(yù)熱處理或焊后進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，對(duì)于關(guān)鍵部位焊縫增加打磨工序，提高焊縫疲勞強(qiáng)度。