【TB铁路运输标准】 内燃、电力机车转向架构架静强度试验方法

中华人民共和国铁道行业标准
TB/T2368—93
内燃，电力机车转向架构架静强度试验方法1主题内容与适用范围
本标准规定了用电阻应变计测量内燃机车与电力机车转向架构架（以下简称构架)静强度试验方法
本标准适用于内燃机车与电力机车构架。电动车组、内燃车组以及地铁电动客车等有动力驱动的构架静强度试验也可参照本标准。2试验目的
以静载方式模拟构架在运行中的受力状况，对构架施加不同方向的静载荷：测量构架主要断面应力，评定构架的强度。3试验载荷
机车运行时，作用在构架上的载荷可以归纳为静载和动载两大类。31垂直静载荷
这类载荷在运行中具有确定不变的数值和方向，包括：a机车上部重量(包括车体和车内设备等重量)b构架自重以及安装在构架上各种装置(如基础制动等)的重量c电传动内燃机车与电力机车的牵引电动机的重量：当牵引电动机为架悬式时，其全部重量作用在构架上：若为轴悬式时：则一半重量作用在构架上(另一半作用在车轴上)：d液力传动内燃机车的中间齿轮箱重量。32动载荷
这是运行中产生的载荷。其方向和大小都随时间而变化，这类载荷包括a由于车体振动产生的附加垂直动载荷b机车牵引运行时作用在构架上的纵向力：C机车通过曲线时作用在构架上的侧向力d牵引电动机作用于构架的振动载荷以及工作时反扭矩或电阻制动反扭矩作用于构架的载荷：
e车轴齿轮箱工作时反扭矩作用于构架的载荷中华人民共和国铁道部1993-11-11批准1994-07-01实施
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f.制动工况下作用在构架上的力g由于缓和曲线上，超高顺坡率以及线路不平顺或其它原因使构架产生的扭曲力。4试验构架的准备
41送试单位须提出构架检验合格证书，总图，材质机械性能及焊接后热处理，内应力消除状况，构架应力计算结果等与试验有关的技术资料。42试验单位应编制构架静强度试验大纲和测点布置简图，.并与送试单位协商确定。5试验场地与环境
了51构架静强度试验应在室内进行，试验室内应明亮干净。52/试验室内温度应保持在5~35℃，空气相对湿度不大于80%53试验台，测试仪器，连接导线等不得受阳光直射：其周围不得有强热源或强冷源：周围磁场强度不得大于400A/m
54电源电压为220V、50Hz，应配备稳压电源。6试验设备与测试仪表
61构架静强度试验台须经国家技术监督局计量认证合格后方可使用。62垂直静载荷可用码或油缸工加载。63其它载荷可用油缸或其它方式加载：但均须接入压力传感器64压力传感器应由国家法定计量单位检定合格后方可使用。65构架静强度试验应采用精度高的静态应变测量仪：在试前须由国家法定计量单位进行检定，各项性能指标符合要求，取得合格证书，并在有效期内。66静态应变测量仪与应变计的灵敏系数要求一致，静态应变测量仪的灵敏系数不能进行调整时，应对试验结果进行修正。7测点、应变计布置与编号
7.1测点布置应根据构架的设计结构与受力状况，选择危险断面、过渡断面与应力集中或结构不合理处所。
72单向正应力状态的测点：应沿主应力方向布置单向应变计7.3主应力方向不易确定时：应布置三向应变计。7.4各测点的应变计均应编号
8电阻应变计及其粘贴与连接
81电阻应变计应采用A级应变计。82温度补偿用应变计与应力测量应变计机同：并粘贴在与被测构架材质相同的不受力钢板上，处于相同的环境温度条件下。83应变计的粘贴
831粘贴变应计的表面应清除干净：使表面粗糙度达到左右：并对表面进行清洗以保证粘贴质量。
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832按应变计粘贴工艺粘贴应变计后，应对粘贴质量进行检查，并进行防潮处理，绝缘电阻应大于100M0，
833构架一般多是箱形焊接结构，为了测得最大正应力，应将应变计布置在箱形断面的四个角处，如图1所示
工作应变计
补偿应变计
图1正应力测量的布点与接线电桥9试验方法
91垂直静载试验
按照转向架的承载方式，通过试验台的加载架，对构架加垂直静载，牵引电动机或中间齿轮箱的自重通过工艺装备将载荷加到构架上。92模拟动载试验
921车体振动产生的附加垂直动载荷由车体静载荷乘以动载系数确定。动载系数一般取0.3922机车牵引力试验
按照机车牵引方式（牵引拉杆，中心销或其它）制造适当工艺装备与加载架固定。试验时，将轮对或牵引装置加以固定，对牵引装置或轴箱端部加纵向牵引力。923机车通过曲线时的侧向力试验在构架相应部位，用静压油缸模拟机车通过曲线时作用在构架上的侧向力进行加载。924牵引电动机工作时的载荷试验9241牵引电动机工作时的动载试验在构架上牵引电动机的安装座处模拟牵引电动机的振动载荷，对构架进行加载，动载系数对轴悬式取4.5~·5.0.对于架悬式取2.5~·3.09242牵引电动机工作(或电阻制动)时反扭矩载方法同上，加载方向由牵引电动机在机车上的布置方式决定。9.25车轴齿轮箱工作时反扭矩载荷试验荷试验。在构架上车轴齿轮箱的安装座处对构架加载，加载方向由车轴齿轮箱在机车上的布置方式决定。
926制动系统作用在构架上的载荷试验制动系统作用在构架上的载荷主要是在制动缸座和闸瓦吊杆座，通过适当工艺装备对构架施加载荷，模拟常用制动和紧急制动工况作用于构架的载荷。3
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927扭曲载荷试验
在构架对角轴箱处加10~·15mm厚垫铁，然后加车体垂直静载荷，使构架扭曲，测量构架应力。
93以上各项静、动载荷分别进行单独加载。各种载荷均应予试一次“加载一卸载”，然后进行三次“加载一卸载”正式试验，记录各测点应力。取三次试验的算术平均值为各测点在该种载荷作用下的应力值。10应力的计算与合成
10.1单向应力
式中:S一应力(Mpa)
E—应变(X 10-6):
E一构架材质的弹性模量，为2.06×105Mpa102对于45°三向应变计（见图2)按下列公式求出最大与最小正应力等a.最大与最小正应力：
h最大剪应力
c第1片与Smax的夹角日，为
上式中，V构架材质的泊松比，为0.3o
10.3应力的合成
V(e. -e2)?+(e2 -es)
（3）
图2三向应变计
由于试验采用单独加载方式，所以得到了各种载荷下的应力，基于疲劳的考虑，最后合成乎均应力和应力振幅两部分。1031乎均应力Sm
平均应力是由静载荷产生的应力。静载荷包括车体静载荷以及悬挂在构架上零部件的4此内容来自标准下载网
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重量，主要是牵引电动机或中间齿轮箱。对于侧向力在构架上产生的应力做如下处理：当机车通过曲线时，由于离心力的作用，始终有一个应力作用在构架上：另外还有横向振动在构架上产生的应力，所以把侧向力作用在构架上产生的应力分为两半，其中一半为平均应力，另一半为应力振幅。平均应力为：Sm=Svs+Sms+0.5Sif
式中：SVs一一车体静载荷产生的应力：Sms-
一牵引电动机或车轴齿轮箱自重产生的应力SIf一一侧向力产生的应力。
10.32应力振幅Sa
a牵引工况：
(svs×0.3)+Smd2+Smm2+(05sf)+(Stq-Svs)?+St2.....6)Sa=
h制动工况：
Sa=/(Svs ×03)? + Smd 2 +Smb2 +(05uf)? +(Stq -Svs)?+ Stb2 .Smd一牵引电动机或车轴齿轮箱振动产生的应力式中：
Smm一牵引电动机或车轴齿轮箱工作反扭矩产生的应力Stt一牵引力产生的应力：
Smb一牵引「电动机在电阻制动时由于制动反扭矩产生的应力：Stb一制动系统产生的应力：
Stq一扭曲力产生的应力。
11强度评价
采用构架材质的疲劳极限线图对构架强度进行评价，如图3所示A
图3构架材质的疲劳极限线圈
图中：b—一构架材质断裂强度：α一—构架材质屈服强度；
一构架材质的对称循环疲劳极限TB/T2368—93
a\-1一一焊缝的对称循环疲劳极限DF一一母材对疲劳的限度：
HI一一焊缝对疲劳的限度；
CD，FG一一对屈服的限度。
将试验测得的Sm和Sa点入图3中，对母材不应超出CDFG范围：对焊缝不应超出CHIG范围。
12试验报告与试验资料
121试验后应提出试验报告。交送试单位若于份：试验单位除存档外可根据要求向有关与技术参数及数量
h送试单位：
℃试验内容（应载明试验根据、环境温度、湿度等）：d测点布置简图与编号：
e载荷的详细计算与应力换算：
f试验结果与分析：
g强度评价：
h结论：
i．试验负责人，参加人，试验单位j.试验报告编写人；
k试验日期：
1．试验报告发出日期：
m试验单位公章
123原始试验资料（试验记录与仪器检定记录等）应由试验单位存档。附加说明：
本标准由铁道部标准计量研究所提出并归口。Zw.net
本标准由铁道部科学研究院机车车辆研究所起草。主要起草人俞展献。
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