DT-Ⅲ型扣件系统弹条疲劳特性及优化研究

摘要

针对DT-Ⅲ型扣件系统弹条断裂的现象,为探究弹条在列车动静荷载下的疲劳失效问题,通过建立精细化有限元模型,分析Ⅲ型弹条的静、动力学响应结果,并提出采用高频弹条和改进绝缘轨距块的方式来改善弹条受力情况,最后通过车辆?轨道耦合模型分析弹条疲劳寿命的变化规律.研究结果表明:高频弹条最大等效应力为1400 MPa,与普通Ⅲ型弹条相比其最大等效应力及扣压力基本无变化,而最大等效应力位置转移到后拱小圆弧靠近跟端处,前四阶固有频率均增加.随着绝缘阻尼块弹性模量增加和厚度增加,其最大等效应力及扣压力会增大,固有频率变化不大.当波磨波长为40 mm和幅值为0.02 mm时,Ⅲ型弹条振动加速度最大值为212 m/s2,而高频弹条仅为127 m/s2;Ⅲ型弹条疲劳损伤为4.36×10?6,远高于高频弹条的损伤6.86×10?7.在同样工况下,使用阻尼轨距块时弹条损伤相比正常轨距块时也有一定程度降低.