简介：为进一步提升高速列车转向架关键橡胶节点在运行工况下的疲劳耐久性分析精度,对橡胶球铰在热力耦合作用下的疲劳耐久性进行研究.以某型号高速列车转向架橡胶球铰为对象,采用多体动力学方法建立高速列车车辆动力学模型,提取转向架转臂橡胶球铰在列车不同运行速度条件下的载荷历程数据,并施加于橡胶球铰有限元模型的载荷边界,分析橡胶球铰在列车运行载荷历程下的应力-应变场及其变化规律.基于Fortran语言编写程序计算橡胶球铰生热率,赋予各个橡胶单元,设定热边界及载荷条件.采用热力耦合方法计算橡胶球铰的温度场与热耦合应力-应变场,并在热力耦合作用下分析橡胶球铰的疲劳耐久性.结果表明:随着列车运行速度增加,轮轨间冲击激扰作用增强,转向架部位橡胶球铰交变载荷频率加快,有效载荷增大,进而导致橡胶球铰结构应力相应增大;考虑热力耦合作用时,橡胶材料的动态黏弹性在交变载荷激励下的阻尼引起橡胶生热并随列车运行速度提高而逐步增加,橡胶球铰温升导致热应力增加,疲劳耐久性显著降低;在列车运行时速400 km/h、环境温度25℃时,橡胶球铰最高温度为43.14℃,对比同等条件下未考虑热力耦合作用的橡胶球铰,最大应力增大22.80%,疲劳寿命下降39.11%.研究结果为进一步提高列车转向架橡胶球铰疲劳耐久性的预测精度提供了方法与参考.展开
