新型环路相变热管散热器在模块设计中的应用

摘要:阐述了新型环路相变热管散热器研发设计的背景及意义,并以高压大电流功率模块的电路拓扑、构成及主要技术参数为设计输入。首先对新型环路相变热管散热器的结构、换热原理及技术优势进行深入研究与分析;其次采用Flotherm 仿真软件进行了满载工况下散热基板、IGBT 模块及流场云图的温度场仿真;最后通过搭建联调试验平台,进行温升试验,验证了该设计方案的正确性、可行性、性能优越性。该新型散热器在轨道交通领域牵引功率模块的成功运用,突破了兆瓦级牵引功率模块一般只能采用水冷冷却方式的局限性。

大轴重货车车体结构改进与优化设计

摘要:大载重、大轴重作为货运车车辆发展的重要方向,在提高载重与轴重的同时保证车体的安全使用至关重要。文中针对某大轴重货运车体在运用过程中出现裂纹开裂问题进行了深入研究。针对车体的开裂原因进行了试验分析,提取了挡车过程车钩载荷、挡车座应变数据,根据测量数据推算了最大工作载荷,并对车体进行了车体强度分析,得出异常载荷导致裂纹开裂的结论,并结合有限元方法以及形状优化理论对车体提出改进方案。在此基础上,将子模型技术与代理模型相结合应用在车体底架的尺寸优化中,通过拉丁超立方抽样进行试验设计,并根据试验设计结果建立Kriging响应面,以最小化底架质量、最小化底架最大Von.mises 应力为目标,进行多目标优化,优化后车体底架的质量降低了3.8%,且能满足车辆的纵向拉压、挡车的运用要求,并结合仿真方法验证了优化结果的可行性。

地铁车辆用碳纤维构架横梁工艺制造技术研究

摘要:随着以碳纤维为代表的纤维复合材料的推广和应用, 在轨道交通领域, 复合材料逐步从非承载件向主承力结构发展。转向架作为列车车辆的核心部件, 其较重的质量为列车轻量化革新提供了可观的空间。本文基于纤维缠绕工艺及树脂传递成型工艺, 通过对原材料的筛选、模具的设计、工艺参数的优化, 成功实现了多腔、曲面、大尺寸、厚壁的碳纤维转向架构架横梁的一体成型。测试结果表明, 孔隙率、纤维体积含量、固化度及内部质量等性能充分达到设计要求且减重效果明显, 完成了结构功能一体化的复合材料构架横梁国产化研制目标。

轨道交通装备失效分析与全生命周期管理

摘要:文章对失效学、失效分析及其作用进行了概述,并介绍了在轨道交通全生命周期管理中失效分析需要坚持的理念、操作流程、分析方法和逻辑思路。从可信性质量管理体系建设的角度,重点分析了失效分析在全生命周期各个阶段的作用和地位,以及基于失效分析的技术解决方案对全生命周期管理的重要作用,提出失效分析是全生命周期持续改进过程的关键和必要流程,是装备技术迭代、质量提升和全生命周期成本控制的关键,并宜有相应的组织机构负责实施基于失效分析的反馈机制。

轨道车辆地板结构耐火性能仿真研究

摘要:为了研究轨道车辆地板结构的耐火性能,文章以动车组地板隔断为例进行了耐火试验,并基于有限元方法建立仿真模型,模拟计算耐火试验条件下地板结构的温度变化。对比仿真与试验结果可知,两者具有较好的一致性。进一步分析地板的结构和材料对耐火性能的影响,结果表明地板内部金属结构的高导热系数和温度不均匀性,是导致其耐火性能降低的重要因素。

轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术

摘要:介绍轨道交通车体用铝合金、铝合金焊接材料及其性能要求。针对铝合金传统的MIG焊、TIG焊,以及新型的双丝MIG焊、搅拌摩擦焊、手持式激光焊和激光复合焊等焊接方法、设备及工艺特点,论述了各种焊接方法的优缺点、难点及应用的关键技术。介绍了轨道交通铝合金焊接常用的标准,为轨道交通铝合金车体制造及焊接技术应用提供了参考。

轨道材料腐蚀及其防护技术研究现状与展望

摘要: 我国铁路建设和城市轨道交通的发展迅猛,轨道材料的研发也向高性能高效率开拓,值得关注的是轨道材料的腐蚀问题造成了大量的经济损失,也可能带来安全隐患。文章简述了国内外轨道材料腐蚀机理的研究现状,介绍了大气、杂散电流、轨道疲劳和材料成分因素对轨道材料腐蚀的影响及其主要的腐蚀防护方法,提出了未来轨道材料腐蚀防护主要发展前景和展望,指出系统性设计与生产、监测与维护、重视极端条件的腐蚀防护方法研究和开发“智能绿色”涂层等思路,以提高对轨道材料腐蚀防护的认识。

高速列车铜基摩擦材料的成分设计研究进展

摘要:铜基摩擦材料因具有优异的导热、抗氧化、抗高温粘着、摩擦因数稳定和耐磨损等综合性能,广泛应用于高速列车制动系统中,是高速列车安全运行的保障。铜基摩擦材料是采用粉末冶金工艺制备的由金属与非金属组成的多元复合材料,可以通过对材料成分大范围内的调节,实现材料摩擦磨损性能的调控。然而,随着高速列车向高速高能载方向发展,摩擦材料需要承受强表面氧化、高热负荷和高载荷冲击的共同作用,铜基摩擦材料在服役过程中出现基体高温软化、石墨润滑相烧蚀、摩擦衰退、以及掉边角等问题。近年来研究者从材料成分和工艺出发,通过对基体组元的固溶、弥散强化提高基体强度,采取润滑组元的多元复合拓宽温度适应范围,选择金属或合金摩擦组元替代陶瓷摩擦组元以及陶瓷颗粒表面镀铜等方法改善界面结合提高剪切强度。本文系统总结了铜基摩擦材料的成分设计研究进展,分析了各组元成分、含量的变化和发展趋势,综述了基体组元、润滑组元、摩擦组元以及界面结构的调控对材料摩擦磨损性能的影响,最后提出构建材料成分⁃摩擦层⁃摩擦磨损性能之间关系,为铜基摩擦材料成分设计提供依据。

轨道客车轻量化材料及其连接技术的发展与展望

摘要:随着轨道客车产业的快速发展,车辆用材料和连接技术取得了长足的进步,耐候钢、不锈钢及铝合金等金属材料大规模使用,推动了电弧焊、电阻焊、搅拌摩擦焊为代表的焊接方法获得广泛应用,焊接作业自动化率不断提升,更好地保证了产品质量。文中对轨道客车产业现状及发展前景、面临的服役环境挑战进行了简要叙述,对车辆应用材料发展历程进行了总结,对面向未来使用的更高强度、更优性能的轻质合金材料、纤维增强复合材料及其优异的综合服役性能对推动轨道客车领域新材料的不断应用情况进行了分析,同时对激光焊、激光-电弧复合焊、自冲摩擦铆接、绿色优质粘接为代表的先进连接技术对解决未来新型材料连接工艺前景做了展望,提出了今后轨道客车轻量化材料和连接技术的发展方向和研究重点。

工业机器人在轨道交通制造中的应用现状及发展趋势

摘要:随着轨道交通行业高质量发展需求的不断提高,基于5G技术、数字孪生车间、数字化工厂的智能制造成为轨道交通车辆制造企业的发展方向。工业机器人逐渐在焊接、打磨、组装及喷涂等方面得到广泛研究和应用。结合中国中车部分子公司的机器人应用情况,对这些工业机器人及自动化柔性生产线系统的应用现状进行分析介绍,并结合智能制造技术,展望工业机器人在轨道交通制造中的发展趋势。