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摘 要：随着地铁车辆发展的日趋完善，地铁转向架的综合测试已经成为摆在我们面前的一项难题，其不仅费用昂贵，且使用不便，使地铁建设及运营成本大大增加，国家财力难以承受。因此研制地铁车辆测控系统是我们当前必须关注的重要的任务，这对降低地铁建设的投资成本，实现中国地铁的国产化有着积极的意义。
关键词：地铁转向架;综合测试;地铁建设
转向架是车辆的走行部分，其悬挂参数的取值直接关系到车辆运行的安全性及动力学性能。目前轨道车辆多采用二级悬挂的形式，一系悬挂刚度关系到车辆的运行稳定性，其刚度过大使车辆的曲线通过性能变差，过小会影响到车辆的直线行驶能力，并引起车辆各部件的运动干涉，降低车辆的使用寿命;二系悬挂刚度主要影响车辆运行平稳性及乘坐舒适性，其刚度过大或过小都将影响到车辆行驶舒适性及平稳性。本文首先阐述了转向架参数测试台的基本结构，并对试验中的转向架进行了受力分析，为悬挂参数的精确测定奠定力学基础;以某型车独立转向架为例，在半车质量模拟状态下完成转向架轴箱垂向定位刚度的测试，绘制悬挂垂向刚度的特性曲线，同时得到各轴箱悬挂的垂向刚度值。
1.测试内容的设计
正常运行4动2拖编组;测试车辆：选取地铁车辆50车和60车;线路条件：沈阳地铁1号线单边45 km，共30个站;正常载客运行载荷工况并且所有空气弹簧处于充气状态，试验过程涵盖至少一个早或晚高峰。本次测试是在列车正常运行状态下，实测列车转向架相关部位的动应力、加速度、位移及对应的车体动载荷等。对应力及应力梯度较大的动应力测点，经过数据处理后给出关键危险测点的应变或应力谱，进行疲劳可靠性评估。对于加速度测点，给出加速度最大值、最大推断值、均方根值、峰谷值、方差，为分析转向架相应部位的振动特性提供依据。对于位移测点，给出位移最大值、最大推断值、均方根值、峰谷值、方差，为分析转向架相应部位的振动特性和相对运动提供依据。
2.转向架测试受力分析
转向架悬挂参数室内台架测试的准确性尤为重要，为能够真实模拟转向架线路运行的工况，再现车辆运动的载荷状态，本文建立的测试模型中转向架构架处于自由状态，摒弃以往将构架固定分别单独测试一系、二系悬挂刚度的方式，此类方式将车辆运行过程中阻尼、悬挂间隙等因素考虑在内，从而得到悬挂参数整体的精确信息.在此基础上建立了转向架测试状态的力学平横
方程。
3.数据的测试分析
3.1加速度测试
加速度实测45个通道试验数据。根据 TB/T2360-93 《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》和GB5599-85《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》对加速度试验数据进行了处理。按6 s为一个分段，分别计算了每个通道每段中的平均值、峰值和谷值。对所有数据均采用高通滤波以消除曲线信号、零漂和趋势项的影响，并采用带阻滤波消除50 Hz工频干扰。统计每列车正常载客运行的高峰往返运行的加速度测试结果表明：株机列车转向架车轮镟修前：最大值51.16 g，测点106，一位右侧轴箱垂向;株机列车转向架车轮镟修后：最大值48.55g，测点106，一位右侧轴箱垂向;庞巴迪转向架车轮镟修后：最大值51.58 g，测点106，一位右侧轴箱垂向。
3.2位移测试
悬挂系统位移实测14个通道试验数据。根据TB/T 2360-93 《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》和GB5599-1985 《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》对位移试验数据进行处理。按6 s为一个分段，分别计算每个通道每段中的平均值、峰值和谷值。对所有数据均采用高通滤波以消除曲线信号、零漂和趋势项的影响，并采用带阻滤波消除50 Hz工频干扰。
3.3动应力测试
最大主应力测试结果，通过对试验数据进行整理和计算，取得各测点的一对最大应力和最小应力值，由此得出其最大动应力范围和应力均值。株机车镟修前，电机悬挂座，最大主应力为76.331 MPa，出现在二位电机悬挂座上盖板上表面右后方的302A 测点;齿轮箱支座，最大主应力为52.441 MPa，出现在二位齿轮箱支座下盖板圆弧过渡中部右后方的309A 测点;ATC 支架，最大主应力为6.484 MPa，出现在ATC支架左下侧318 测点;ATC支座，最大主应力10.595 MPa，出现在ATC支座右上侧321A 测点。株机车镟修后，电机悬挂座，最大主应力为57.356 MPa，出现在二位电机悬挂座上盖板上表面右后方的302A测点;齿轮箱支座，最大主应力55.612 MPa，出现在二位齿轮箱支座下盖板圆弧过渡中部右后方的309A 测点;ATC支架，最大主应力为0.601MPa，出现在ATC 支架右下侧318A 测点;ATC支座，最大主应力为46.369 MPa，出现在ATC支座左上侧的319 测点。长客庞巴迪车，电机悬挂座，最大主应力为92.462 MPa，出现在二位电机悬挂座上盖板上表面左前方的303A 测点;齿轮箱支座，最大主应力为84.761 MPa，出现在一位齿轮箱支座体（铸件）内侧左前方的310测点;ATC支架，最大主应力为2.147 MPa，出现在ATC支架右上侧 314A 测点;ATC 支座，最大主应力为92.438MPa，出现在ATC支座右上侧320A测点。
4.结束语
从 GOODMAN 图的评判结果来看，所有测点的疲劳强度均满足要求。由于本次测试数据较少，因此数据量无法完成所有测点的疲劳寿命评估。综合分析位移测试数据显示：所有测点的位移量均在合理范围内。综合分析加速度测试数据显示：株机列车转向架在镟修前的振动比镟修后大。通过镟修后的数据对比发现：株机列车转向架部分测点测试结果较长客庞巴迪转向架测试结果稍微偏大，同时长客庞巴迪转向架的另外一部分测点测试结果较株机列车转向架测试结果稍微偏大，其余测点的测试结果较接近。沈阳地铁1号线现有运营车辆在构架主结构上、齿轮箱吊杆部位、齿轮箱箱体及其铸造的支座体上最大主应力均未超过运行条件下相应材料的许用应力标准，且有足够的安全裕量。
参考文献：
[1]张彦.轻型地铁正在迅速发展[J].现代城市轨道交通，2014
[2]李振生.广州地铁车辆及其特点[J].机车电传动，2013
关键词：地铁转向架;综合测试;地铁建设
转向架是车辆的走行部分，其悬挂参数的取值直接关系到车辆运行的安全性及动力学性能。目前轨道车辆多采用二级悬挂的形式，一系悬挂刚度关系到车辆的运行稳定性，其刚度过大使车辆的曲线通过性能变差，过小会影响到车辆的直线行驶能力，并引起车辆各部件的运动干涉，降低车辆的使用寿命;二系悬挂刚度主要影响车辆运行平稳性及乘坐舒适性，其刚度过大或过小都将影响到车辆行驶舒适性及平稳性。本文首先阐述了转向架参数测试台的基本结构，并对试验中的转向架进行了受力分析，为悬挂参数的精确测定奠定力学基础;以某型车独立转向架为例，在半车质量模拟状态下完成转向架轴箱垂向定位刚度的测试，绘制悬挂垂向刚度的特性曲线，同时得到各轴箱悬挂的垂向刚度值。
1.测试内容的设计
正常运行4动2拖编组;测试车辆：选取地铁车辆50车和60车;线路条件：沈阳地铁1号线单边45 km，共30个站;正常载客运行载荷工况并且所有空气弹簧处于充气状态，试验过程涵盖至少一个早或晚高峰。本次测试是在列车正常运行状态下，实测列车转向架相关部位的动应力、加速度、位移及对应的车体动载荷等。对应力及应力梯度较大的动应力测点，经过数据处理后给出关键危险测点的应变或应力谱，进行疲劳可靠性评估。对于加速度测点，给出加速度最大值、最大推断值、均方根值、峰谷值、方差，为分析转向架相应部位的振动特性提供依据。对于位移测点，给出位移最大值、最大推断值、均方根值、峰谷值、方差，为分析转向架相应部位的振动特性和相对运动提供依据。
2.转向架测试受力分析
转向架悬挂参数室内台架测试的准确性尤为重要，为能够真实模拟转向架线路运行的工况，再现车辆运动的载荷状态，本文建立的测试模型中转向架构架处于自由状态，摒弃以往将构架固定分别单独测试一系、二系悬挂刚度的方式，此类方式将车辆运行过程中阻尼、悬挂间隙等因素考虑在内，从而得到悬挂参数整体的精确信息.在此基础上建立了转向架测试状态的力学平横
方程。
3.数据的测试分析
3.1加速度测试
加速度实测45个通道试验数据。根据 TB/T2360-93 《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》和GB5599-85《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》对加速度试验数据进行了处理。按6 s为一个分段，分别计算了每个通道每段中的平均值、峰值和谷值。对所有数据均采用高通滤波以消除曲线信号、零漂和趋势项的影响，并采用带阻滤波消除50 Hz工频干扰。统计每列车正常载客运行的高峰往返运行的加速度测试结果表明：株机列车转向架车轮镟修前：最大值51.16 g，测点106，一位右侧轴箱垂向;株机列车转向架车轮镟修后：最大值48.55g，测点106，一位右侧轴箱垂向;庞巴迪转向架车轮镟修后：最大值51.58 g，测点106，一位右侧轴箱垂向。
3.2位移测试
悬挂系统位移实测14个通道试验数据。根据TB/T 2360-93 《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》和GB5599-1985 《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》对位移试验数据进行处理。按6 s为一个分段，分别计算每个通道每段中的平均值、峰值和谷值。对所有数据均采用高通滤波以消除曲线信号、零漂和趋势项的影响，并采用带阻滤波消除50 Hz工频干扰。
3.3动应力测试
最大主应力测试结果，通过对试验数据进行整理和计算，取得各测点的一对最大应力和最小应力值，由此得出其最大动应力范围和应力均值。株机车镟修前，电机悬挂座，最大主应力为76.331 MPa，出现在二位电机悬挂座上盖板上表面右后方的302A 测点;齿轮箱支座，最大主应力为52.441 MPa，出现在二位齿轮箱支座下盖板圆弧过渡中部右后方的309A 测点;ATC 支架，最大主应力为6.484 MPa，出现在ATC支架左下侧318 测点;ATC支座，最大主应力10.595 MPa，出现在ATC支座右上侧321A 测点。株机车镟修后，电机悬挂座，最大主应力为57.356 MPa，出现在二位电机悬挂座上盖板上表面右后方的302A测点;齿轮箱支座，最大主应力55.612 MPa，出现在二位齿轮箱支座下盖板圆弧过渡中部右后方的309A 测点;ATC支架，最大主应力为0.601MPa，出现在ATC 支架右下侧318A 测点;ATC支座，最大主应力为46.369 MPa，出现在ATC支座左上侧的319 测点。长客庞巴迪车，电机悬挂座，最大主应力为92.462 MPa，出现在二位电机悬挂座上盖板上表面左前方的303A 测点;齿轮箱支座，最大主应力为84.761 MPa，出现在一位齿轮箱支座体（铸件）内侧左前方的310测点;ATC支架，最大主应力为2.147 MPa，出现在ATC支架右上侧 314A 测点;ATC 支座，最大主应力为92.438MPa，出现在ATC支座右上侧320A测点。
4.结束语
从 GOODMAN 图的评判结果来看，所有测点的疲劳强度均满足要求。由于本次测试数据较少，因此数据量无法完成所有测点的疲劳寿命评估。综合分析位移测试数据显示：所有测点的位移量均在合理范围内。综合分析加速度测试数据显示：株机列车转向架在镟修前的振动比镟修后大。通过镟修后的数据对比发现：株机列车转向架部分测点测试结果较长客庞巴迪转向架测试结果稍微偏大，同时长客庞巴迪转向架的另外一部分测点测试结果较株机列车转向架测试结果稍微偏大，其余测点的测试结果较接近。沈阳地铁1号线现有运营车辆在构架主结构上、齿轮箱吊杆部位、齿轮箱箱体及其铸造的支座体上最大主应力均未超过运行条件下相应材料的许用应力标准，且有足够的安全裕量。
参考文献：
[1]张彦.轻型地铁正在迅速发展[J].现代城市轨道交通，2014
[2]李振生.广州地铁车辆及其特点[J].机车电传动，2013