兰州交通大学毕业设计（论文）
将该试验分为以下四组:
l)在超常载荷作用下的静载荷试验
通过该试验，验证构架在叠加上运营中的最大载荷时会不会有永久变形发生的危险。
2)在模拟运营中的主要载荷作用下的静载荷试验
通过该试验来验证在叠加上运营中的主要载荷时（垂句、横向以及轨道扭曲时的影响）会不会有疲劳裂纹产生的危险。
3)在模拟运用中的个别特殊载荷作用下的静载荷试验
通过该试验来验由构架部件（电机、制动、减振器、抗侧滚扭杆）以及通过小曲线半径时而引起的交变应力会不会存在导致局部疲劳裂纹发生的危险。
4)疲劳试验
通过该试验可以确定转向架的使用寿命，井进行安全余量的评估，最终发现在试验中未能发现的薄弱部位
2.3.1 超常载荷的静强度试验
1 载荷定义（参考图2.2）
垂向试验载荷（转向架每侧）：
Fz1m(?aNx)?Fz2mxa 横向试验载荷：
Fymax(N)?2[104扭曲试验载荷：
对应于转向架翘曲至一个车轮100%减载时测点构架扭曲载荷，以分析转向架脱轨时的情况。注意：在超常载荷的静强度试验中，没有模拟纵向力；对于三轴转向架（n=3），认为中间轴不传递横向力；在异常环境中，因子1.4可以升至2。 2 测试过程与结果
测试分两个阶段进行：
—初步测试，在负载等于最大值一半的情况下进行，以确保在满负载测试期间将不会出现重大问题；
—满负载测试，它必须不致于引起在任何一个点上发生超过弹性极限的情况并且在
11
1.4g(mv?c1?nbm?) (2.16) 2nb(mv?c1)g] (2.17)
3nbne兰州交通大学毕业设计（论文）
测试负载撤除后不引起任何永久变形。
图2.2 静强度试验中加载力示意图
2.3.2 模拟主要运行载荷的静强度试验
1 载荷的定义（参考图2.2）
垂向载荷：作用在转向架每侧的垂直力：
FZ(N)?每转向架上的横向力：
Fy(N)?0.5(FZ?0.5m?g) (2.19) 扭曲载荷： 对应于转向架运行于5‰扭曲线路时的构架扭曲载荷。 2 测试过程
试验工装应保证试验载荷作用在运行中出现这些载荷的确切位置，同时应能模拟悬挂和转向架或车体连接件的作用方式与自由度。
没有安装牵引电机的状态定义为初始状态（应变片零点）。
牵引电动机安装完毕后，就可以对转向架构架施加不同组合的载荷，其中：— 由车体垂向运动（浮沉）引起的垂向力动态变化，用垂直力的百分数来表示：βF ；
— 由车体侧滚运动引起的垂向力动态变化，它用垂直力的百分数来表示：αF ； 一般情况下，对于欧洲铁路上的运行条件：
α=0.1 β=0.2
如果轨道的质量已知显著低劣，或者车辆运行在非常大的欠超高条件下，可以使用
12
g(mv?1.2c2?nbm?) (2.18) 2nb兰州交通大学毕业设计（论文）
更高的α、β值。
相继施加的各种不同负载的配置应按下表中所示定义：在这些测试之后，载荷工况0，3，5，7和9与轨道扭曲迭加在一起重复进行测试；轨道扭曲的引入不应修改垂向力的合力；注意：载荷工况2，4，6和8的目的只是估计横向力的影响。
表2.2 不同载荷工况下构架所受力 构架每侧的垂向力 载荷工况 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 F ZF Z1F Z2作用在构架上的横向力 0 安装牵引电动机 F Z0 0 +Fy 0 +Fy 0 -Fy 0 -Fy (1+α-β)F Z(1-α-β)F Z(1+α-β)F Z(1-α-β)F Z(1+α+β)F Z(1-α+β)F Z(1+α+β)F Z(1-α+β)F Z(1-α-β)F Z(1+α-β)F Z(1-α-β)F Z(1+α-β)F Z(1-α+β)F Z(1+α+β)F Z(1-α+β)F Z(1+α+β)F Z
3 测试结果
对于每一个测量点，记录下表中每一种工况下的应力值。
通过这些数值，得到最大值?max与最小值?min，以确定：
??????min ?ave?minmax ???max (2.20)
22极限应力由目前所获得的知识给出，不过，在已经设计的测试方案的情况下，可允许在有限数目的测量点上，极限应力最大超过20%，但是这种情况随后在疲劳测试期间要特别小心地予以控制。
13
兰州交通大学毕业设计（论文）
如果由于横向力的影响，二系横向悬挂装置部位部件上的测试结果超过弹性极限的20%，要专门对这些部件进行重复试验，试验时横向载荷减小到原来的1/2。
2.3.3 模拟特殊运行载荷的静强度试验
1 载荷的定义
该实验模拟的作用力主要取决于转向架设计的具体特征，并与牵引、制动有关。因此，本标准不可能详细地定义所有试验。
此外，它可以指导当前在欧洲主要的铁路上使用的各种类型的标准转向架的测试过程。
(1) 电动牵引/制动装置
模拟作用在构架上驱动力的载荷施加在轴箱纵向力作用处；模拟电动机反扭矩的载荷施加在电动机吊座处。 (2) 空气制动装置
模拟制动装置施加在构架上的力，力的作用点为运用中产生这些力的位置（如闸瓦作用在车轮上产生的反力，闸片作用在制动盘上产生的反力）；正常使用中的最大值作为试验时采用的载荷值。 (3) 减振器
在每个减震器座（抗摇头、垂向、横向和纵向）上施加1.5F的力。F为减振器在
A
A
载荷速度时的减震力。 (4) 纵向力
该纵向力由摇头运动以及通过小半径曲线时作用在轮对上的力引起。对于除径向转向架以外的传统转向架的每条轮对，该纵向力为：
m?g) (2.21) Fx?0.1(FZ?22 测试过程
在所有工况下，首先在转向架的每侧施加垂向载荷，并记录下4个轮子(QXF,Q,Q,Q)的反作用力。
11
12
21
22
施加前面所提到的力，先是一个方向，然后反方向。在整个过程中，要保证(Q+Q+Q+Q)是一个常数。
11
12
21
22
通过这种方式，获得了每一个应力测量点的三个值，找出最大值和最小值，可以算出?ave，??。
14
兰州交通大学毕业设计（论文）
3 结果
对于这些测试，必须考虑两种情况：
— 对于模拟运营中主要负载的那些测试点，仅显示出存在很低的应力，它将充分证实由于特殊负载所引起的应力低于该极限值。
— 对于定义的测试点，显示出存在显著应力，所获得的应力应是被迭加到一起了，它不应超过极限值。
2.3.4 疲劳试验
1 测试条件
疲劳测试要在下列情况进行：
— 安装有驱动系统（牵引电动机和齿轮传动系统）时，可以施加试验载荷在构架上进行试验。
— 在驱动系统拆除后不影响构架刚度，试验构架可拆除驱动系统进行试验。 2 载荷的定义
(1)垂向载荷（每一边）： 静态部分：
FZS1?FZS2?FZ (2.22)
准静态部分（模拟曲线上的侧滚）
FZq1??FZq2???FZ (2.23)
动态部分（模拟车体的浮沉）
FZd1??FZd2???FZ (2.24)
(2)横向载荷（每个转向架）: 准静态部分：
Fyq??0.25(FZ?mg) (2.25)
动态部分：
Fyd??0.25(FZ?mg) (2.26)
??(3)扭曲载荷：
对应于转向架运行于5‰的扭曲线路时的构架扭曲载荷。 3 测试过程
疲劳试验在试验台上进行。试验工装应能将载荷施加并分配到在实际运营中产生这
15