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些力的确切位置，并同时能模拟悬挂和转向架和车体连接件的作用方式与自由度。
疲劳试验载荷由交替反映在左曲线和右曲线的交变准静态载荷和动载荷的重复作用构成。
如果静强度试验表明线路扭曲只在转向架有限的区域上引起应力，而这些区域由垂向力和横向力所造成的应力比较小，那么在疲劳试验中只包含垂向力和横向力。
在每一段对应于左曲线或右曲线的准静态载荷范围内，垂向和横向动载荷的循环次数一般为20次；如果转向架运行在曲线比较多的线路，动载荷的循环次数要减少到10次；如果曲线数量特别多，动载荷的循环次数还要进一步的减少。
垂向力和横向力动态分量的频率和相位要相同，见图2.3。 试验载荷应包含同样数量的模拟左曲线段和模拟右曲线段。
根据施加载荷的不同，疲劳试验分三个阶段： 第一阶段动载荷的循环次数为6 x 10； 第二阶段动载荷的循环次数为2 x 10，试验载荷的静力部分不变，准静态部分和动载荷部分为第一阶段的1.2倍； 第三阶段动载荷的循环次数为2 x 10，并且要像第二个阶段一样来进行，但是，但是因子1.2要换成1.4。
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图2.3 疲劳测试阶段的定义
4 试验结果
在前两个载荷阶段的完成之后不应出现任何形式的裂纹。这一结论应由在完成4 x 10次动载荷循环，以及在第一和第二载荷阶段终了时所进行的无损探伤检验（磁粉探伤或渗透探伤）来确定。
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在第三载荷阶段，允许出现在转向架运行中不需要马上修复的微小裂纹。 如果出现这种裂纹，建议制造厂商对转向架设计进行局部改进，以便增强转向架的强度，但无需进行进一步的试验。
在静强度试验中产生最大应力的测点，尤其是超过定义的应力极限的测点，应在疲劳试验的整个过程中用应变仪检测其应力变化。
已在静强度试验中确定由于横向力过大而过载的位于二系悬挂之上的零部件，可以出现任何形式的裂纹。
建议在转向架构架疲劳试验之前，对转向架连接装置（如柔性接头）进行疲劳试验确定其使用寿命，使转向架构架试验能够顺利完成。
2.4 JIS E 4207-2002的研究
该标准对铁路车辆(用于特殊铁路的除外)用转向架构架设计的通用条件进行了规定。另外，关于在车体与转向架构架之间使用枕梁的转向架，其枕梁的设计也可适用本标准。设计上的通用条件分为载荷条件、强度设计条件、结构设计条件及刚性设计条件，详细说明如下:
2.4.1 设计适用范围和通用条件的分类
本标准规定了铁道车辆用转向架构架设计的通用技术条件，该标准引用如下标准: JIS G 3101 普通结构用压延钢材；JIS G 3106 焊接结构用压延钢材； JIS G 3114 焊接结构用耐候性热轧钢材；JIS G 3125 高耐候性压延钢材； JIS G 3444 普通结构用碳素钢钢管；JIS G 3445 机械结构用碳素钢钢管； JIS G 3452 管路用碳素钢钢管；JIS G 3454 压力管路用碳素钢钢管； JIS G 5101 碳素钢铸钢；JIS G 5102 焊接结构用铸钢。
设计的通用条件分为载荷条件、强度设计条件、结构设计条件和刚度设计条件。 (1) 载荷条件的分类 载荷条件分为静载荷和动载荷；
(2) 强度设计条件的分类 强度设计条件分为应力计算和许用应力；
(3) 结构设计条件的分类 结构技术条件分为形状、尺寸和材料, 结构设计上的考虑事项及焊接接头设计上的考虑事项；
(4) 刚度设计条件的分类 刚度设计条件分为弯曲刚度和扭转刚度。
2.4.2 设计的通用条件
1 载荷条件
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(1)静载荷
静载荷是在车辆停车状态下作用在转向架上的载荷, 由公式(1) 得出。
W= W1 + W2+ W3 (2.27)
表2.3 载重质量
分类 客车 机车 货车 一般货车 罐车
具体内容 乘客、乘务员、水、燃料、砂、蓄电池、食品(餐车)、行李(行李车) 乘务员、水、燃料、砂、蓄电池、行李 货物 装载物 (2)动载荷
动载荷是在车辆运行的状态下作用在转向架构架上的载荷,作为静载荷的附加部分列于表2.4。
表2.4 动载荷
分类 起因 静载荷垂直振动引起的载荷 侧梁上安装的零部件 横梁上安装的零部件 端梁上安装的零部件 载荷 (0.2-0.5)*W (1-2)*Lp (3-5)*Lp (5-10)*Lp (0.2-0.4)*La p*f (0.2-0.3)*W (2-4)*Lp (0.2-0.4)*W (1-3)*Lp 实例 — 制动零部件 主电动机、驱动装置 制动零部 件、排障器 — — — 主电动机、 驱动装置 垂向 装的零部件振动引起的载荷 驱动引起的载荷 制动引起的载荷 横向振动引起的载荷离心力引起的载荷 安装的零部件的振动 引起的载荷 横向 纵向 纵向振动引起的载 荷，牵力引起的载荷 安装的零部件的振动 — 主电动机 注:(4)作用在转向架构架的静载荷;(5)安装部件的质量产生的载 荷;(6)轴重;(7)闸瓦压力;(8)闸瓦和车轮踏面之间的摩擦系数。
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2 强度设计条件 (1) 应力计算
应力计算是计算每种载荷作用在转向架构架上的静载荷和动载荷所产生的应力,分为平均应力和动应力,并且合成。
平均应力是静载荷产生的应力。但脉动载荷所产生的平均应力,应是将其载荷所产生应力的加到静载荷所产生的应力上。动应力是动载荷产生的应力的合成,由公式(2.28)得出。
222??3?...??n ?a??12??2 (2.28)
22式(2.28)中:a—动应力,N/mm2；?12，?2...?n每种动载荷的计算应力,N/mm2。
但是,脉动载荷所产生的应力,为用其1的应力合成,由公式(2.29)得到。
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22?a??12??2??3?...?(?i22 (2.29) )2?...??n式中：?a—动应力,N/mm2；?1、?2、?n—每种动载荷的算应力,N/mm2；?i—脉动载荷所产生的应力,N/mm2。 (2)许用应力
图2.4 应力限界图
主要材料的抗拉强度?B、屈服强度?S以及疲劳许用应力?W1-?W3见表2.5。
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表2.5 主要材料的抗拉强度、屈服强度和疲劳许用应力N/mm 材料种类 分类 材料的抗拉强度?B 材料的屈服强度?S 材料的屈服许用应力?a 母材?W1 疲劳 许用 应力 未修磨?W2 焊缝 修磨后?W3 110{11} JIS G 3101 SS400 JIS G 3106 SM 400 JIS G 3114 SM A 490 490{50} 355{36} 305{31} 155{16} 70{7} 2400{41} 235{24} 205{21} 135{14}
3 刚度设计条件 (1) 弯曲刚度
垂向弯曲刚度以垂向载荷作用下的作用点的挠度表示,由公式(2.30)给出。
KV??VWV (2.30)
式(2.30)中: KV—垂向弯曲刚度,mm/N；WV—图2.7的垂向载荷, N；?V—图2.5的垂向挠度,mm。
图2.5 垂向弯曲刚度
横向弯曲刚度以横向载荷作用下的作用点的挠度表示,由公式(2.31)给出。
KL??LWL (2.31)
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