兰州交通大学动车组设计作业题(复习题)

1、第一章 轨道交通车辆设计概述-习题1、简述车辆产品开发流程调查研究与初始决策制定设计技术任务书车辆设计工厂组织试制、试验和鉴定小批量生产及运用考验铁道部组织鉴定批量生产2、简述车辆设计任务书的内容设计任务书是产品设计工作的依据，一般包括6项内容:1.产品用途（客运/货运.高速/普速）；2.基本技术条件(轨距.构造速度.限界等)；3.主要技术参数（轴重.固定轴距.车辆定距等）；4.车辆零部件的型式与要求 车体型式与要求； 转向架的型式与要求； 制动装置的型式与要求； 车钩缓冲装置的型式与要求； 车辆设备的型式与要求( 客车的供电设备.采暖及空调设备.卫生及给水设备等)5.材质要求，6.其他要求。

2、3、简述车辆设计的原则、步骤及内容车辆设计应贯彻下述原则:（安全第一，照章办事）1.要求安全第一.经济合理.技术先进2.做到保证使用.方便修造.美观舒适3.积极采用和发展“三新”，即新技术.新工艺.新材料4.必须重视产品的“三化”，即标准化.通用化.系列化工作（ Standardization, generalization and serialization ）5.在保证可靠性的前提下尽可能轻量化（Lightweight ）6.设计要在有关标准和法规的指导下进行。步骤:l 方案设计（ conceptual design）是确定所开发产品的原理解。1. 车辆主要技术经济指标确定；2. 车辆总体

3、布置图绘制：客车应包括平面布置图，立面布置图.车下设备布置图和钢结构梁柱布置图等；3. 必要的相关校验计算：结构性能参数及强度计算(或估算)，车辆纳入限界和车辆进入曲线计算，客车的重量均衡估算等;4. 特殊的或关键零部件研究：新技术新结构及关键性零部件的先期试验计划，试验结构的设计，试验大纲编制，并进行必要的性能试验，5. 材料的主要规格及标准化的综合要求等。l 技术设计（ technical design）是寻找所开发产品的结构解。1. 主要零部件强度.刚度等性能计算、分析和实验等，编写设计说明书。2. 确定设计产品的零部件具体结构、尺寸和配合，绘制设计图纸（车辆总装配图、必要的大部件组成图

4、、主要零件图）。3. 进行传动、液压、电气和冷却系统设计，绘制相关系统图。4. 设计中采用新结构，新原理的试验记录及结论。5. 制定产品验收、交货的技术条件及技术经济分析。6. 外贸车辆的包装，吊运技木要求。l 施工设计（drawing design）是寻找所开发产品的工艺解。1. 制订车辆全部零部件加工制造技术要求，绘制生产图纸，包括：绘制全部零件的工作图.详细注明尺寸.公差配合.材料和技术条件,在零件图基础上绘制产品总图.部件装配图，安装图。2. 编写零件一览表，编制图纸目录;3. 通用件、标准件、外购件、外协件等明细表;4. 备件及易损件清单；5. 编写产品设计说明书和使用维护说明书等技

5、术文件。4、简述动车组设计理论的发展趋势全经验设计(实验+分析)半仿真设计全仿真设计（CAD/CAE）5、简述虚拟样机技术的定义虚拟样机技术（VPT，Virtual Prototyping Technology)是以并行工程思想为指导，建模仿真理论为核心，以各领域CAx（如CAD.CAM.CAE等）/ DFx（如DFA.DFM等）为仿真工具的一种综合应用技术。虚拟样机类型：1 需求论证(需求样机)2 概念设计(概念样机)3 详细设计(工程样机)4 生产装配维护(最终样机)6、动车组设计的内容包括动车组总体设计、总成设计和零件设计。1. 动车组总体设计（Generaldesign ）其任务是使所

6、设计的产品达到设计任务书所规定的整列车参数和性能指标的要求，并将这些整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能。2. 动车组总成设计（ Assembly design ），主要任务安排各设计环节的接口，并协调各设计环节之间的矛盾。3. 动车组零件设计（Parts design），主要任务是解决零部件的强度.寿命和生产技术问题。7、其他重要问题：1 动车组设计理论是指导动车组设计实践的，而动车组设计实践经验的长期积累和动车组生产技术的发展与进步，又推动使动车组设计理论得到不断的发展与提高。2 动车组设计技术是动车组产品设计的方法和手段，是动车组设计实践的软件和硬件。第二章 车辆总体设计-习题1

7、. 简述车辆总体设计的工作内容。（1）车辆总体参数设计（ Generalparameters design）（2）车辆总体布置设计（ General layout design ）2. 简述车体尺寸确定的依据。1. 长度方向尺寸的确定（1） 车辆定距 车辆定距的选择要考虑它对整车其他尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。车辆定距短一些，车辆总长、质量、最小通过曲线半径就小一些。但车辆定距过短也会带来一系列问题，如车厢长度不足、列车振动加大、高速运行性能恶化等。因此，在选择车辆定距时应综合考虑对相关方面的影响。现有动车组车辆定距一般取18000mm左右。（2） 车体外长车辆停在曲线上时，其中部向曲

8、线内侧偏移，端部向由线外侧偏移，偏移量的大小与车辆长度、车辆定距、转向架固定轴距以及曲线半径有关（3） 车体内长车体内长与运输对象有密切关系。对于客车来说，无论座车、卧车、硬席车、软席车，其座席及铺位之间均有必要的间隔距离。因此，客车车体的长度主要由客室长度（ 等于若干个间隔距离之和）或包房总长所决定，其余的面积则是辅助性的。厕所、通过台、盥洗室及乘务员室等辅助面积并不因座席或铺位数略有增减而变化。因此，客车发展的趋势也是为增多载客量而增长车体。（4） 车辆全长 车辆全长与车体外长间的关系主要与用什么形式的牵引缓冲装置有关。2. 宽度方向尺寸的确定车辆宽度方向的尺寸主要受限界（ railway

9、 clearance ）的严格控制。原则上，在设计机车车辆时只要在限界的允许范围内，都应想办法把车体设计得尽可能宽些。车体最宽处尺寸（2.6m)3. 高度方向尺寸的确定车辆最大高度确定地板面高确定车钩高确定4. CRH动车组主要尺寸参数3. 简述车辆总体布置原则及总体布置图的内容。l 原则：重量均：必须保证重量分配均匀，以利于牵引力的充分发挥。空间够：要充分满足设备的安装、拆卸、检查和检修的方便。费用省：应注意节约导线、电缆和压缩空气、冷却空气管路。环境美：安全和舒适。l 总体布置图内容：反映结构特点、主要尺寸及各大部件之间的位置安排、连结关系。画出车钩等选型件的结构特点及位置安排；反映车体钢

10、结构的基本组成及截面尺寸；反映车辆内部设备的布置情况。4. 简述室内环境和作业空间设计的要求及依据。l 室内环境设计要求：满足使用功能要求利用现代科学技术符合地区特点契合民族风格要求l 依据：座席安排与布置l 作业空间的设计要求：保证作业人员人身安全和充分发挥其工作效率l 依据：列检人员作业空间调车人员作业空间装卸人员作业空间5. 简述转向架设计的具体要求。1.应具有一定裕度的运行安全性2.应具有符合速度要求的运行平稳性3.零部件应具有足够的强度和合适的刚度4.具有承载和传递牵引力与制动力的能力5.轮轨磨耗量少并具有通过曲线的导向能力6.尽可能小的簧下质量7.能在规定的制动距离内安全停车8.具

11、有减少噪声、吸收高频振动的能力6. 简述转向架设计的步骤。1. 转向架结构形式选择2. 转向架零部件选型设计3. 转向架零部件可靠性分析7. 转向架控制参数有哪些？1. 主要性能参数确定 弹簧装置的形式及其（静挠度） 定位装置的形式及刚度 减振器的阻尼形式及阻尼系数2. 总体尺寸参数安排 固定轴距 心盘面高 轴颈中心距 旁承中心距8. 为何要进行曲线通过校验、车辆相关间隙、重量均衡及车体重心位置等计算?l 重量均衡计算的原因：车体偏重会引起转向架弹簧受力不均，车体发生倾斜，车辆动力性能变坏，因此设计车辆时一般要进行车体重量均衡计算，特别是设计客车时，一定要注意车辆前后和左右的重量均衡。l 车体

12、重心位置等计算的原因：车辆垂直静载荷、垂直动载荷、离心惯性力和制动惯性力的合力等均作用在车辆重心上，车辆的重心高度也直接影响其运行平稳性和稳定性，因此通过车辆重心位置计算确定车辆重心位置是必要的。l 曲线通过校验原因：车辆停在曲线上时，其中部向曲线内侧偏移，端部向由线外侧偏移，偏移量的大小与车辆长度、车辆定距、转向架固定轴距以及曲线半径有关，可按下列方法进行计算: 将两转向架皆置于最大外移位置以校验车体端部是否能通过限界；将两转向架皆置于最大偏斜位置以校验车体中部是否能通过限界。l 车辆相关间隙计算的原因：为了确保相邻两车车通过曲线时端部不会相碰，间隙必须大于相邻两个缓冲器的全压缩行程之和加上

13、钩题装置各部分最大纵向磨耗量，且由留有必要的安全裕量。（不太对PPT上没有）9. 其他重要问题：l 车辆总体设计的任务：1. 确定动车组总体结构和总体性能（编组方式、牵引与制动性能、结构形式、总体参数）2. 选好标准部件和借用部件（ standard parts & Borrowing part ）。如车钩缓冲装置的选用。3. 确定各部分的尺寸和位置（ size and position）：考虑特殊零部件的结构型式、主要尺寸，活动件运动范围分析，确定部件间连接形式或安装方式等。4. 绘制车辆总体布置图（ General layout of vehicle），对于客车包括平面布置图、立面布置图以

14、及车下设备的布置图；进行必要的校核计算（ Verification Calculation ）。5. 制定各主要部件的设计要求。6. 协调和解决各部件的矛盾Coordinate and resolve conflicts ）。 l 车辆总体设计原则：1. 应满足设计任务书所提出的基本要求。2. 安全可靠、方便使用、利于修造、美观舒适、与时俱进。3. “三新”、“三化”;4. 选材力统求简化，要立足于国内、借鉴国外。5. 节省能源和轻量化设计，适应环境影响的各种要求设计。 l 技术参数包括：性能参数，尺寸参数，方法：类比选择，计算验证。l 总体布置设计依据：人机工程设计标准，人机工程设计范畴l

15、总体布置设计内容：座车主客室设计，厕所、盥洗室设计，作业空间设计l 车辆限界校验：直线运行限界校验，几何曲线通过校验l 提高车体抗倾覆稳定性的措施 增大中簧跨距 加装抗测滚扭杆l 转向架总体设计的内容 选定转向架结构形式（选型） 初步确定转向架技术参数（定参）第三章 车辆动力性能评价1. 简述车辆动力性能评价的目的及其内容。l 目的在于：1) 确定列车在线路上各种运用工况下的安全运行条件2) 研究列车悬挂装置的结构.参数和性能对振动和动载荷传递的影响，并为这些装置提供设计依据，以保证列车高速.安全.平稳的运行3) 确定动载荷特征，为分析列车及其部件的动作用力提供依据。l 内容： 平稳性运行平稳

16、性（走行舒适性）：即走行部振动平稳性对车辆内旅客的反映。它将反映在列车运行中所有线路和速度之中。 稳定性运行稳定性（走行安全性）：它主要是当列车因直线高速运行时，可能出现的横向自激振动问题，通常被称为蛇行稳定性。它不但影响列车的平稳性，而且也会导致脱轨，危及运行安全。 曲通性是指列车通过曲线时，对轨道和转向架产生不利的静态和动态作用力，列车通过曲线时，轮/轨作用力不当而产生脱轨的可能性。2. 简述车辆振动的基本振动形式和耦合振动形式。l 基本振动（1）侧滚side-rolling （2）伸缩longitudinal vibration （3）点头Nod vibration （4）横摆later

17、al vibration（5）摇头yawing vibration （6）浮沉vertical vibrationl 耦合振动蛇行运动hunting =横摆+摇头滚摆振动Rolling pendulum vibration =横摆+侧滚 上心滚摆 下心滚摆3. 简述影响车辆浮沉振动和蛇形振动的主要悬挂参数。（答案不清晰，不一定考）浮沉振动： 车体受迫振动位移 （阻尼系数） 车体的固有振动位移 （固有振动振幅是按等比级数衰减的不用考虑）超共振临界速度运行亚共振临界速度运行通常D=0.30.4蛇行振动：（抗蛇行减震器） 减小踏面等效斜率je及减轻轮对质量m，可提高Vc。轮对轻量化（小轮径车轮+空心

18、车轴） 增大重力刚度对稳定有利。磨耗型踏面。 随着轮对走行里程的增加，踏面磨耗增加，临界速度降低。镟轮！ 增大轮对定位刚度Kx、Ky对稳定有利，但对曲线通过不利。合理选择定位方式和定位刚度（转臂式定位） 判断是否失稳：1)0，振幅将随时间t的延续而不断扩大，直至轮绕与钢轨相碰撞，这时系统是失稳的。(2)0，振幅随时间t的延续而衰减，运动是稳定的。(3)=0，振幅不扩大也不衰减，为临界状态，对应的速度称为临界速度。4. 简述曲线通过研究的类型及其内容。将两转向架皆置于最大外移位置以校验车体端部是否能通过限界；将两转向架皆置于最大偏斜位置以校验车体中部是否能通过限界。5. 简述提高曲线通过能力的措

19、施。 外轨超高 采用径向转向架 摆式列车 增大曲线半径 曲线限速6. 危及车辆运行安全的恶性事故有哪些。 脱轨（跳轨，爬轨，掉道） 倾覆（车体，车辆）7. 简述车辆运行平稳性评价指标和允许限度。Sperling指数.（走行品质，舒适度）8. 简述车辆运行稳定性评价指标和允许限度。抗脱轨（脱轨系数，轮重减载率）抗侧滚（车辆车体抗倾覆）9. 简述动力性能评价的方法与步骤。10. 简述UM仿真的内容及步骤。l 内容：Universal Mechanism(简称UM) 采用模块化的组织结构，相对独立的前后处理器，不仅能分析多自由度的刚体系统，还能分析复杂的刚柔耦合体系统，广泛应用于机械.汽车.机车车辆

20、.航空航天.国防军工和机器人等领域。l 步骤：1.建立系统模型2.确定系统参数3.提供线路激励4.输出仿真结果11. 其他重要内容：l 车辆动力性能评价的研究方法 数字样机分析 试验测试研究 综合性能研究l 车辆动力性能试验研究 台架动力学性能试验 线路动力学性能试验l ADAMS/Rail,由美国AAR研究开发的铁道车辆与轨道动力学分析软件。l Universal Mechanism(简称UM)是俄罗斯新一代多体系统运动学.动力学仿真软件。l SIMPACK是由德国研制的基于多体车辆系统动力学分析软件。第四章 车辆强度设计理论-习题1. 简述车辆强度计算的目的和内容。l 目的：设计：进行结构

21、参数设计，确定最优方案- optimal scheme校核：分析结构损坏原因（ Structural damage cause ），寻找改进途径- Improved approachl 内容：1.受力分析2.应力计算3.强度评价2. 简要说明车辆的主要作用载荷的类型。l 按对象分：自重，载重，惯性力，制造力，差力l 按方向分：垂向力Vertical force （即重力gravity ），横向力Lateral force （离心力centrifugal force等），纵向力Longitudinal force （牵引力或制动力Traction or braking force ）l 按性质分

22、：静载荷，动载荷3. 作用在车体和转向架上的载荷分别有哪些？因何引起？简述其三要素。l 车体载荷：垂向静载荷，垂向动载荷，侧向力，纵向力及其组合，扭转载荷，修理载荷，特种载荷l 转向架载荷：垂向静载荷，垂向动载荷，附加垂向载荷，侧向力引起的水平载荷，构架所受垂直斜对称载荷4. 简述CAD建模的基本特点及步骤。l 基本特点：1. 机械制造仿真2. 所见即所得3. 牵一发动全身l 步骤：1. 草图绘制： 选平面：先已有、后默认、次插入。 定顺序：先已知、后中间、再连接。 绘草图：绘形状、定位置、设大小。2. 特征生成： 先基础：选草图、定起点、取路径、设目标。 后附加：选位置、定方式、设参数、添附

23、加。 再操作：选对象、定方式、设参数、加操作。草图尽量简，特征须关联造型要仿真，别只顾眼前5. 简述有限元分析的基本思路及有限元软件分析三步曲。l 基本思路：有限元基本思想：化整为零，积零为整l 有限元软件应用三步曲: 前处理: 定类型，画模型，设属性，分网格。 求 解: 添约束，加载荷，查错误，求结果。 后处理: 列结果，绘图形，显动画，下结论。6. 简述修正Goodman疲劳极限图的绘制方法和应用方法。l 以Smith形式给出的修正的Goodman曲线的具体绘制方法为： 建立一个直角坐标系，横坐标轴表示平均应力m.纵坐标轴表示疲劳极限的上.下应力极限max.min。 作一条过原点平分上述坐

24、标系I.m象限的斜线GC。 假设压缩屈服极限与拉伸屈服极限大小相等，在纵坐标轴上标出强度极限点(0,b).正.负屈服极限点(0,s).(0,-s)和正.负疲劳极限点(0,-1N).(0,-1N)。 过点(0,b)作横坐标的平行线与斜线GC相交，将该交点分别与正.负疲劳极限点即A点和E点相连，得斜线AB和ED。 过点(0,s)作横坐标轴的平行线，交斜线AB于B，交斜线GC于C。 过B点作纵坐标轴的平行线，交斜线ED于D，连接CD，半封闭曲线ABCD即为修正Goodman曲线平均应力为正的部分。 假设压缩屈服前，负平均应力不影响疲劳极限的应力幅，分别过正.负疲劳极限点A，E作与斜线GC平行的斜线A

25、H和EF。 过点(0,-s)作横坐标轴的平行线，交斜线EF于F点，交斜线GC于G点。 过F点作纵坐标轴的平行线，交斜线AH于H。 连接GH点，则封闭曲线ABCDEFGHA即为修正的Goodman疲劳极限线图。l 应用方法： 将三向应力状态转化为单向应力状态 计算应力循环的平均应力和应力幅值 根据修正Goodman曲线进行结构疲劳强度评定7. 简述强度设计方法的类型、强度条件及理论依据。l 静强度： 强度条件n= b/ n（不断裂）n = s/ n （不发生塑性变形） 依据单向拉伸应力-应变曲线和4大强度理论（形状改变比能理论，最大剪应力理论，最大伸长线应变理论，最大拉应力理论）l 疲劳强度：

26、强度条件n=-1/ n（无限寿命）n = 1N/ n （安全寿命） 依据对称循环S-N曲线和循环寿命曲线8. 简述车辆强度规范的作用。l 特点：强制性coerce ：强度规范是车辆结构设计.强度计算和试验的法律准则。时效性time-limit ：强度规范应反映解决车辆在发展中遇到的新问题的最新科学技术成就，而且应符合本国的技术政策和实际情况。因此，各国的规范不尽相同，并且每隔几年就会修订一次。适用性suitability ：强度规范按车辆的功能分为机车的.客车的.货车的和特种车辆的4类；按线路轨距分为米轨.准轨和宽轨3类。l 作用：1. 强度规范规定了对车辆结构的实际要求.载荷和环境条件以及研

27、制程序。2. 强度规范的内容除静强度外，还涉及动强度.疲劳与断裂等；静强度规范还对结构的刚度特性提出要求。 强度规范对保证操纵系统和控制系统可靠性提出要求，对强度设计程序和结构试验内容与安排作出规定； 最后还规定应提供的数据和报告的种类、格式和内容。3. 强度规范对车辆结构设计规定为三级载荷：使用载荷、试验载荷和设计载荷。9. 简述车辆结构试验的类型及其主要试验内容。根据试验的目的和要求不同，车辆结构试验通常可分为3大类：1. 车辆结构强度试验 Vehicle structural strength test车辆结构强度试验主要测定车辆结构在各种载荷作用下的强度.刚度和稳定性，从应力状态和变形

28、的观点来评价车辆结构的合理性。它主要包括：车辆静强度试验；车辆动强度试验；车辆纵向冲击强度试验；车辆零部件破坏强度试验。2. 车辆动力品质试验 Vehicle dynamic quality test车辆动力品质试验主要测定车辆在运用过程中与线路间的相互作用力，车辆振动特性及车辆的动态特性参数等。它主要包括：车辆平稳性试验；车辆脱轨稳定性和倾覆稳定性试验；车辆特性参数测定试验。3. 车辆结构的可靠性和耐久性试验 Reliability and durability test车辆结构的可靠性和耐久性试验的主要目的是确定车辆可靠性指标的数值，查明出现故障的时间规律性，确定结构的疲劳强度等。它主要包

29、括：车辆及其构件的振动疲劳试验；车辆纵向冲击疲劳试验。10. 简述车辆强度试验的目的和类型。l 试验目的： 鉴定（Appraisal）： 鉴定车辆及其主要零部件的强度.刚度和稳定性等设计质量 检验（Inspect ）：检验车辆及其主要零部件的制造质量。l 类型： 车体静强度试验Static strength test 车体刚度试验stiffness test 转向架主要零部件静强度试验 转向架主要零部件疲劳试验fatigue test11. 其他重要问题l 应力计算方法（1）解析法（ Analytic Method ）：根据零部件的受力，采用材料力学方法或弹性力学方法，对零部件进行应力求解；对

30、于弹簧等车辆转向架的主要受力件，其结构比较简单，失效形式往往是疲劳，对于这些零部件主要是以结构力学和材料力学为基础进行疲劳强度的分析。（2）有限元法（ Finite Element Method ，FEM）：对零部件的结构进行离散化（计算模型），进行边界条件和载荷处理并求解，最后进行结果处理。l 机械装配秘诀:划层次,定顺序,添约束,做检查l 车辆零部件强度设计 运营工况：最大应力不大于制造材料的许用应力 超常工况：最大应力不大于制造材料的屈服极限第五章 转向架强度设计-习题1. 简述悬挂元件结构设计的主要内容。1.液压减振器2.圆柱压缩螺旋弹簧3.橡胶弹簧设计4.空气弹簧设计5 .抗侧滚扭杆

31、系统设计 2. 建立弹簧优化的设计的数学模型。l 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。l 具体优化模型：右图3. 按照相关标准完成螺旋弹簧CAD/CAE设计。4. 简述减振器结构设计的主要内容。（1）阻尼特性的选择。根据减振器的安装部位和被衰减振动的性质来确定其阻尼特性：对一系和二系悬挂（垂向和横向）选用对称的线性阻尼特性；对抗蛇行减振器和车体间纵向减振器选用摩擦型阻尼特性。（2）阻尼率（系数）的设计计算。根据转向架悬挂系统的振动理论分析来获得的优选值并计及

32、悬挂系统的其他参数计算出所需的阻尼率。（3）活塞行程及外部尺寸的确定。根据减振器所在的部位，考虑最不利的运动工况，对其两端作运动学分析从而来确定活塞的最大行程，再根据所选用减振器的品牌.型号及其固定结构尺寸来确定减振器的安装长度，其直径则从系列尺寸中选取。根据这些尺寸可进行减振器空间位置的布置。（4）端部弹性连接结构的选型。根据减振器两端相对运动的形式和受力大小选择端部连接结构的型式和规格。并连同上述项内容，以完成减振器的参数设计。5. 简述车轮、车轴和构架设计的内容。6. 按相关标准完成其CAD/CAE设计。建模以及CAD/CAE过程见大作业Word，具体步骤里面有。7. 简述UIC 515

33、-4客车转向架结构强度试验方法和JISE4207“铁道车辆转向架构架设计通用条件” 的区别。（1）构架疲劳载荷 UIC规程中对于欧洲铁路.正常运行条件下，动载系数取=0.1.=0.2。若在线路品质低劣或线路超高不良的条件下运行，也可以取高一些的值； JIS技术条件则给出了各动载系数的取值范围。 垂向载荷的动载系数两者接近；但JIS技术条件中构架两个侧梁的动载取相同值，而UIC规程中左.右侧梁的动载值不同。 JIS技术条件对特殊载荷处理比UIC规程更严格，如对牵引电机引起的动载荷考虑了对垂向.横向和纵向载荷三方面的影响。纵向载荷也是JIS技术条件比UIC规程严格一些。 （2）动应力合成 UIC规

34、程：平均应力和应力幅值均采用代数求和方法； JIS技术条件：平均应力取代数和，变化应力取其各自载荷所产生应力的平方和再求平方根。（3）疲劳评估比较 JIS技术条件中，焊接接头的疲劳极限图是一个经验性的判据图，它包含材料的屈服许用应力与焊缝未修磨（疲劳许用应力70 MPa）和修磨后（疲劳许用应力110 MPa）两种情况，这是在大量搜集.统计车辆主要结构件在实际载荷下的实测值整理出来的。 UIC规程的Goodman图中采用许用应力代替屈服极限s，且母材的安全系数s取1.5.焊接接头的安全系数s取1.65，许用应力为s/s。8. 简述制动热机耦合计算载荷的组成。1) 热量载荷：制动过程中制动盘和闸片

35、摩擦生热，在盘体和盘毂上产生热应力和热变形。2) 对流载荷： 制动过程中制动盘表面对空气散热。3) 压力载荷：盘体受到闸片的压力。4) 摩擦力载荷：盘体受到闸片的摩擦力。5) 旋转离心力：制动盘高速旋转产生离心力，导致盘毂产生变形和应力。6) 振动载荷：车辆运行时，由于轮轨作用导致盘毂受到振动载荷的作用。7) 压装载荷：盘毂和车轴的过盈配合使盘毂发生变形而产生应力。9. 简述圆锥滚子轴承设计步骤一.选择轴承类型 （选用双列圆锥滚子轴承）二.计算额定动载荷Cr三.选择轴承尺寸四.检查额定静载荷Cor五.检查极限转速六.选择轴承游隙七.选择轴承预紧或压紧。八.选择轴承精度等级（优选普通级轴承）九.

36、选择润滑剂十.选择密封形式（基本选用迷宫式密封）十一.检查轴向载荷能力十二.确定轴承注脂量（ 按轴承内部净空30%50%考虑）十三.检修周期及寿命Lnn十四.实物检查（ 进行外观.几何尺寸.几何精度.理化性能及无损检查）十五.试验验证10. 简述转向架的装配顺序。轮对轴箱组成、构架组成及附属配件转向架落成组装轮对提吊组装轴温传感器组装齿轮箱止挡螺栓、齿轮箱吊杆( M 车) 尺寸测量及调整组装垂向油压减振器组装牵引电机及联轴节( M 车) 组装齿轮箱吊杆安全托。11. 简述转向架的装配关系。12. 其他重要问题：弹簧建模方法：（1）一段变螺距螺旋线扫描法（2）三段等螺距螺旋线扫描法（3）三段直线

37、扫描法抗侧滚扭杆工作原理：只抗侧滚，不碍浮沉 安装座固定 扭杆和扭臂固结 扭杆和安装座铰接 扭臂和连接杆铰接车轮建模过程（加工过程） 切左辐板 切右辐板 镟踏面 钻轮毂孔 选材料第六章 车体设计-习题1. 简述动车组外形设计的基本要求及头型设计的基本参数。高速动车组外形设计的基本要求分三个方面，即要满足: 空气阻力的要求 压力波动的要求 噪声方面的要求头型设计的基本参数： 阻力系数C：空气阻力fa=C.V2 头型系数（长细比），即车头前端鼻形部位长度与车头后部车身断面半径之比。2. 简述Flow simulation 的分析步骤。（1）建立分析模型（2）创建流动模拟（3）定义流体子域（4）添加

38、边界条件（5）设置迭代目标（6）求解CFD结果（7）显示速度流线3. 简述作用于车辆上的空气动力学的力和力矩。l 作用力：上升力，横向力，空气阻力l 力矩：侧滚力矩，扭摆力矩，纵向摆动力矩4. 简述简述动车组车体结构设计基本要求。(1)车体强度：为保证车辆在运行中有足够的强度，必须能承受一定的载荷工况，以符合车辆的强度设计规范。需校核车体结构的强度和刚度，同时要进行结构疲劳设计。(2)车体刚度：这主要是控制车体的垂向位移和扭转角位移。(3)车体自振频率：这与车辆运行品质和安全密切相关，因此，规范中对车体第一阶垂向弯曲模态有一定的限制。(4)车体的耐碰撞安全防护：即要求设计一个更强的客室结构，同

39、时在车体的非乘客区设置能量吸收区.以吸收撞击动能，保证乘客安全。(5)结构轻量化：在保证安全和使用寿命的前提下，尽量做到结构的轻量化.车体结构所古车辆自重的比例很大，因此设计时尤其应注意减轻其自重。5. 简述车体结构强度计算的内容。车体结构的强度分为承受垂直载荷、车端压缩载荷等的静强度；承受上下振动、气密变动载荷等的动强度。只要没有特别要求，静态强度以材料弹性极限为标准值，动态强度以材料的疲劳强度为准值。评估动态强度时的应力是重复载荷最大值时的应力。为此，动态强度也与静态强度一样，可以将应力与标准值相比较，由此来进行评估。6. 简述车体结构强度设计标准JIS E7105的内容。不会考的7. 简

40、述车体结构强度预校核的内容。 纵强度预校核 横向强度预校核 局部强度预校核 固有频率预校核8. 简述车体强度FEA验证的内容及要点。l 使用FEA进行分析时，应当注意的要点如下：1. 关于模型化的范围为了减轻分析的负担，最好是一个编组内选择尽可能少的车种 ，进行必要的强度验证。对车端压缩载荷等载荷条件，使用1/2对称模型。2. 关于单元划分最好单元划分要少，其对计算机造成的负荷也较小。在能预测变形与应力变化较为剧烈的部位，应事前细分。要避免单元大小剧烈变化，避免极为细长的单元。3. 关于分析结果的评估应力值是由各单元内的平均值输出的。在承受挠曲的部件中，所输出的应力值有时达不到实际的最大应力，

41、所以在确认周围的应力分布的基础上，根据需要，通过外插来计算最大应力值。当应力分布复杂、所要评估的点的应力无法判断时，根据需要，在对单元进行细分后再分析。l 内容：车体结构的设计车体结构运用中的故障再现。合理确定车体制造工艺。计算车体结构局部疲劳寿命。车体碰撞计算。车体结构振动模态分析动力响应分析、动应力和动位移的计算。车体结构的优化。9. 简述车体刚度评价的内容。 弯曲刚度 扭转刚度 纵向刚度10. 简述车体模态分析评价的意义、原则与准则。意义：随着列车速度的不断提高，线路固有频率范围加宽，而车辆自重不断减轻，其固有频率降低，这样就导致车体的低阶弹性振型有可能处于线路的激扰范围之内，从而使车体

42、产生较大的振动。这样带来的危害：一是使车体某些部位产生较大的变形，影响疲劳寿命；二是车体的振动会传递到车上的地板、座椅，降低乘坐的舒适度。为了提高车辆在高速条件下的运行品质，车体设计除考虑强度、刚度的问题外，还需要对其动态特性进行研究。原则：(1)车架低阶频率，即一阶扭转和弯曲频率的值，应高于悬挂下结构的固有频率，而又低于发动机怠速运转频率，以避免发生整体共振现象；(2)车架弹性模态频率应尽可能避开发动机经常工作的频率范围；(3)车架振型应尽可能光滑，避免有突变。准则： 整体振动模态设计车体动态设计准则是指车体(全装备车体)一阶垂直弯曲振动的固有频率必须要高于某一规定值，避免车体产生剧烈的或过大的振动以免造成舒适度降低和结构疲劳寿命的缩短。