北京复八线地铁改造车辆构架结构强度分析

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1、致谢本论文的工作是在我的导师何庆复教授的悉心指导下完成的，何教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来何老师对我的关心和指导。柳拥军教授悉心指导我完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向柳老师表示衷心的谢意。李强教授和王文静教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，刘晓芳博士、朱宁博士、孙晶晶等同学对我论文中的有限元理论和ANSYS使用方法等研究工作给予了热情帮助，在此向他

2、们表达我的感激之情。另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。1绪论快捷、发达的公共交通已成为现代城市的重要标志，它不仅是市民工作和生活的重要保障，更是城市经济发展的重要基础。随着城市化进程加速，城市人口迅速增多，特别像北京、东京等特大城市人口多达上千万，城市交通问题亦日趋紧张。发展大容量快速的城市轨道交通，特别是地铁，已成为世界大多数城市解决城市交通拥挤问题的优先举措。其中，地铁车辆是地铁运输体系中重要的，关键的设备，而转向架是地铁车辆的关键部件，对于车辆运行的安全性、舒

3、适性起到了至关重要的作用。1．1地下铁道交通车辆概述“地下铁道交通”简称地铁。自世界上第一条地下铁道于1863年1月在伦敦建成以来，地铁进入了高速发展阶段。目前，地铁以每年1．4个城市的速度增长，世界上很多大中城市都确立了发展地铁的方针【I】。经过一百多年的发展，地铁车辆技术取得了长足的进展，已由最初的蒸汽机车发展为以电动车辆为主的现代地铁车辆。现代地铁车辆的类型主要有：A型车、B型车和C型车。其中，A型车和B型车是目前我国地铁交通系统中的主车型，其基本编组单元为2M+IT或IM+IT。一般来说

4、，A型车主要集中于客流量比较大的线路，如上海地铁l、2号线，广州地铁1、2号线，深圳地铁，南京地铁南北线等；而B型车主要集中于客流量中等的线路和既有线路，如北京地铁，天津地铁等【2】。当然，地铁车辆的具体外形和配置会根据各国、各地区的客流量、地理形状和技术条件等有所不同，如我国的地铁车辆一般要比国外的长。现代地铁车辆的主要技术特点有【3】：交流异步传动，变压变频控制，智能功率模块，封闭式牵引电动机，电制动与机械制动协调配合，大型中空铝合金型材料或薄型不锈钢材料车体，轻型转向架，计算机网络控制，具

5、有高性能的空转与滑行保护，完善的故障诊断与显示记录功能，模块化、集成化低噪声结构，采用ATC信号系统的自动驾驶或无人驾驶等。其中，交流传动与控制技术、轻量化车体技术和轻型转向架技术是地铁车辆的三大关键技术。在转向架技术方面，轻量化、低噪声的无摇枕转向架是国内外地铁车辆转向架的发展方向。其构架为焊接钢结构，由侧梁、横梁和纵梁组成，侧梁一般采用鱼腹型的焊接箱型结构，横梁一般采用无缝钢管结构，侧梁和横梁通过穿透式焊北京交通大学硕十论文接连接，同时在构架上还安装有各种吊座，如减震器安装座、电机吊座、齿轮

6、箱吊座等。一系悬挂采用盘绕钢弹簧或橡胶弹簧，二系悬挂采用自由膜式空气弹簧，为了提高车体的平稳性，在空气弹簧中设置节流阀以提供二系悬挂的垂向阻尼，为了减小车体相对于转向架产生的侧倾，转向架上还设有抗侧滚扭杆。基础制动采用由制动缸、闸瓦和闸瓦间隙调整器等组成的单元式踏面制动，车轮一般采用整体碾钢轮，也有采用带橡胶轮的转向架，如巴黎地铁部分线路的车辆转向架车轮，在有些小半径线路上有采用径向转向架的，如维也纳地铁的车辆转向架。在驱动传动方面，大多采用由1台牵引逆变器向2台或4台并联的异步牵引电机供电，电

7、机的输出扭矩通过传动齿轮将转矩传递给轮对。为了提高牵引传动效率和降低能耗、维修费用，目前西门子公司试制开发了一种以永磁同步电机为牵引电机的无齿轮传动的动力转向架Syntegra，它将走行、传动和制动部分综合成一个不可分割的机电一体化系统。牵引装置常用的有牵引销式和Z型双拉杆式，牵引销式牵引装置由牵引销、橡胶堆和牵引销座等组成，Z型双拉杆式牵引装置由牵引销、牵引拉杆、牵引梁和复合橡胶弹簧等组成【4】【5】【6】【71。总而言之，地铁车辆正超着更加舒适安全、结构更加简单、维修更加方便、与周围环境更加

8、协调等方向发展。也只有这样，地铁才能在解决城市交通问题上起到根本的作用。1．2国内地铁车辆概述我国从1965年开始建设地铁，北京地铁1号线是国内建成的第一条地铁。改革开发后，北京、上海、广州等大城市开始加快了地铁交通建设，上海地铁1号线、北京地铁复八线和广州地铁l号线相继开工，标志着国内地铁交通进入一个快速发展的时期【8】。目前，已有北京、上海、天津、广州、南京、武汉、深圳、长春、大连、重庆和杭州等城市开通了地铁线路或正在建设线路。在已建的地铁线路上，A、B型地铁车辆得到了广泛应用。使用A型车的