单轴转向架由于具有优良的曲线通过能力及较低的轮轨作用力，其在国外已得到较深入的理论研究，并已成功实现运营。但国内关于单轴转向架的理论研究起步较晚，更没有关于其焊接构架结构设计方面的研究。单轴转向架焊接构架结构形式与常规转向架焊接构架有所不同，目前国内尚无单轴转向架的计算规范，也缺少对单轴转向架焊接构架结构强度的研究，因此有必要对其焊接构架进行结构强度的研究。基于此，现有研究拟采用有限元方法，依据《动力转向架构架强度试验方法》设置载荷工况，对某新型客车单轴转向架焊接构架进行研究。首先对单轴动力转向架焊接构架的静强度进行校核，然后根据OREB12/RP17给出的多轴应力向单轴应力转化的方法和GoODMan疲劳极限图对构架进行疲劳强度的分析。
单轴车辆每辆车采用两组单轴转向架。转向架为两系悬挂，其中一系悬挂采用圆锥橡胶弹簧进行定位并设置垂向减振器，二系悬挂由空气弹簧进行承载并设置横向减振器、抗蛇行减振器、横向止挡、抗点头扭杆。基础制动装置为单个轴盘制动，牵引电机采用体悬式，通过单牵引拉杆传递纵向力。焊接构架由侧梁、端梁、纵向梁、减振器座、齿轮箱座、牵引拉杆座、制动吊座等组成。侧梁采用箱型结构，由上下盖板、腹板及隔板组焊而成，上、下盖板宽240ｍｍ，腹板高96ｍｍ，上盖板厚12ｍｍ，下盖板14ｍｍ。端梁采用中间下凹的结构以降低牵引拉杆座的高度，横向减振器座、抗侧滚扭杆座焊在端梁上，端梁断面上、下盖板宽150ｍｍ，腹板高96ｍｍ，上、下盖板厚均为12ｍｍ。纵向梁采用箱型结构，上、下盖板宽140ｍｍ，腹板高９６ｍｍ，上、下盖板厚均为12ｍｍ，其上焊有横向止挡座、齿轮箱吊座、制动吊座。侧梁中心距2000ｍｍ，端梁中心距1420ｍｍ。所有的隔板厚均为10ｍｍ。侧梁、端梁、纵向梁采用Ｑ345-Ｂ钢板，其屈服强度为345ＭＰａ，抗拉强度为520ＭＰａ。制动吊座采用ＺＧ230-450，屈服强度为230ＭＰａ，抗拉强度为450ＭＰａ，其余安装座采用20钢，屈服强度245ＭＰａ，抗拉强度410ＭＰａ。
先建立了单轴转向架的有限元模型，然后根据《动力转向架构架强度试验方法》对构架进行强度校核。针对单轴转向架的结构特点，设计了４种超常载荷工况来对构架做静强度评定；并设计了9种运营载荷工况，利用Goodman疲劳极限图对构架的疲劳强度进行校核。最后对构架做了模态分析，提取了前6阶模态。计算结果表明构架的静强度和疲劳强度均满足要求，构架的刚度设计比较合理，能够满足车辆的运行要求。(欣然)


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。