徐江平 阳靖 王娴 刘俊言

摘 要：以某型轻轨项目风缸模块为研究对象，依据结构特点对吊耳结构进行改进。为对比两设计方案疲劳寿命，采用IEC 61373-1999随机振动ASD作为激励，根据Miner线性疲劳累计损伤理论和高斯三区间法，对随机振动载荷作用下的风缸模块支架吊耳结构进行了疲劳寿命估计。结果表明：对比原设计与改进方案中吊耳结构总体损伤值，经改进后吊耳可满足随机振动时疲劳寿命设计要求。

关键词：风缸模块;随机振动;三区间法;疲劳寿命

0 引言

随着地铁列车运行速度不断提高，由线路条件等因素引起的随机振动强度不断提高，对车下设备的强度和疲劳寿命要求也不断提高。风缸模块设备主要作用为满足制动、空簧等用风需求。本文以某型轻轨项目风缸模块作为研究对象，对该模块支架吊耳结构疲劳寿命进行校核，为设计提供参考。

1 支架结构动态特性分析

1.1 支架结构模型

该型风缸模块支架采用铝型材（6082-T6）焊接而成，三维模型如图1所示。利用ANSYS软件建立结构有限元模型，采用板壳单元shell93进行离散。风缸、箍带及管接头等采用质量单元mass21模拟，并利用rbe3单元与安装孔连接，结构有限元模型及整体坐标系方向见图2。材料弹性模量为E=7×104 MPa，密度为ρ=2.71×10-6 kg/mm3，泊松比μ=0.33，屈服强度为σ=300 MPa。

原设计中，吊耳结构处焊缝属于搭接焊缝，疲劳强度较低。因此，依据结构特点，改进方案采用铝板与横梁焊接，保留原有两块加强筋。

1.2 模态分析

依据标准IEC 61373《铁道车辆设备冲击和振动试验标准》[1]，运用有限元技术模拟风缸模块随机振动试验过程中的受力情况，验证其强度是否满足要求。……