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二、垂向动载荷
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三、纵向力所引起的附加垂向载荷
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四、侧向力引起的附加垂向载荷 1.车辆内外侧轴箱的附加垂向载荷(风力、离心力)
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2.侧架受力 3.构架受力
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五、侧向力及轮轨间作用力所引起的水平 载荷
（一）转向架在曲线上的三种位置
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（二）转向架回转极点的位置
（三）中间位置时转向架的受力分析 1.整个转向架的受力分析
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2、轮对的受力分析
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3、侧架的受力分析
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4、构架的受力分析
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六、垂向斜对称载荷
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1、弹簧高度误差引起的垂向斜对称载荷
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（1）承受使用期间可能出现的各种载荷与变 形，并具有良好的工作性能。
（2）在正常维修和保养条件下，具有足够的 运用耐久性。
（3）在偶然事件（如脱轨、撞击等）发生时， 能保持必需的整体结构稳定性。
工作适用性、使用耐久性、事故安全性。
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轨道车辆结构强度问题反映在以下 几个方面：
（1）结构静力破坏。如零部件破坏，碰撞破 坏。
3.作用载荷（或力）的主要作用方式
（1）垂向方式
（2）纵向方式
（3）侧向方式
（4）自相平衡的力组及斜对称载荷
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第二节 作用在车体上的载荷
一、垂向静载荷 （一）车体自重 （二）车辆载重
1.货车载重 2.客车载重 3.整备重量
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二、垂向动载荷
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三、侧向力
（一）风力
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（1）几何参数
D—弹簧中径，即螺旋线圆柱直径
D2=D+d—弹簧外径 D1=D-d—弹簧内径 α—弹簧的螺旋角，即螺旋线的升角
t—簧条间距，即螺旋线的节距
d—簧条直径（mm）
H0—弹簧的自由高
n—弹簧的有效圈数，即螺旋线的圈数
—螺旋线的极角
z
C—旋绕比，C=D/d
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D
y
x
t
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（2）单卷弹Βιβλιοθήκη 设计公式第八章 车辆结构强度 设计与分析
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结构的强度计算，一般包括三个 主要问题：
1.结构承受的作用载荷的分析； 2.确定由于作用载荷在车辆结构中产生的应 力和变形，必要时应校核结构的稳定性；
3.确定结构在保证运输安全及耐久性的条件
下，许用应力、刚度和疲劳评估方法。
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2
轨道车辆结构强度分析的内涵：
（2）疲劳失效。耐久性差造成的。 （3）结构动态特性设计不良引起的共振。轻
则导致动力性能恶化，重则引起结构因剧烈振 动而遭损伤甚至毁坏。
（4）难以预测的意外事故引起的结构失效。
四种分析类型：静强度（刚度）分析；疲劳强度 分析；模态分析；耐撞击安全防护设计与分析。
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4
第一节 作用在车辆上的载荷
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（3）双卷弹簧设计 公式
采用单级刚度双卷弹簧双卷弹簧代替单卷弹 簧时，为不改变原弹簧的特性，必须满足以下 条件：双卷弹簧的外卷和内卷的弹簧指数 、应 力 和 挠度要分别等于单卷弹簧的相应值相等。 即：
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（4）弹簧现代 设计
A、弹簧CAD设计 B、弹簧有限元分析 C、弹簧优化设计
1.一般情况应考虑的作用载荷（或力）
（1）垂向静载荷
（2）垂向动载荷
（3）侧向力
（4）纵向冲击力及由它所产生的惯性力
（5）制动力和制动产生的惯性力
（6）车辆通过曲线时所受的钢轨横向作用力
（7）修车时加于车辆上的载荷
（8）扭转载荷及斜对称载荷
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5
2.因车辆用途和结构不同的各种载荷（或力）
（1）罐体内压力 （2）散装粒状货物的静、动侧压力 （3）车辆在机械化装卸时所受的力
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2、弹簧刚度误差引起的垂向斜对称载荷
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3、垂向斜对称载荷的实际算法
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七、制动时的载荷
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第四节 车辆强度分析
一、车辆按有限元法计算时应考虑的主要问题 （一）合理的确定计算模型 （二）正确选用或编制合适的结构分析软件 （三）计算结果的处理
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2007年2月28日，据新华网来自乌鲁木齐 铁路局的最新消 息，在今天凌晨发生的乌鲁木齐开往阿克苏的5807次旅客列 车因大风脱轨事故中，已证实3名旅客死亡，2名旅客重伤， 32名旅客轻伤，南疆线被迫中断行车。
据乌鲁木齐铁路局介绍，今天凌晨2时05分，5807次旅客列 车行至南疆线珍珠泉至红山渠间42公里＋300米处，因大风 造成机后9至19位车辆脱轨。
（A）Matlab中的分析步骤
1.建立优化模型并转成标准格式。
2.生成“优化目标函数”m文件
3.生成“优化约束条件”m文件
4.生成“优化求解程序”m文件
5.执行求解程序。
（C）算例
已知某机车弹簧的相关参数为：
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A、弹簧CAD设计
1、 三 段 直 线
2、 三段 等螺 距螺 旋线
精选课件 3、一段变螺距螺旋线51
B、弹簧CAE分 析 （1）刚度（f=mm）
（2）强度（f=47.2mm）
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弹簧CAE 设计实例---转K2弹 簧有限元 分析 52
C、弹簧优化设 计
（B）弹簧优化设计数学模型
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高速列车客车车体载荷：
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高速列车客车车体载荷：
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二、作用在轨道车辆走行机构上的 载荷
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（一） 作用在转向架上的载荷
一、垂向静载荷 （一）作用在心盘上的垂向静载荷
1.自上而下法
2.自下而上法
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（二）作用在转向架任一构件上的垂向静 载荷
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报道说，据测风仪记录，列车脱轨地点瞬间风力达到13级。
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（二）离心力
通过缓和曲线路段精选时课件，发生离心力
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四、扭转载荷
通过缓和曲线路段时精选，课件易发生扭转载荷
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五、纵向力
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六、散粒货物的动侧压力
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七、罐体的内压力
包括液体蒸发气体的内压力、液力冲击时所 产生的压力及所装液体自重引起的静压力。
二、计算实例
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三、车辆上常用材料及许用应力
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轨道车辆零部件强度设计
第1节 螺旋弹簧设计 第2节 轮对强度分析 第3节 构架强度设计 第4节 车体结构设计
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第1节 悬挂元件设计-螺旋 弹簧设计
（1）几何参数 （2）单卷弹簧设计公式 （3）双卷弹簧设计公式 （4）弹簧现代设计