碳纖維復(fù)合材料在鐵路機(jī)車轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張虎

摘要：碳纖維復(fù)合材料因具有密度低、耐腐蝕好等優(yōu)點(diǎn)，得以廣泛用于航空航天、軌道交通、汽車等領(lǐng)域?；诖?，選取碳纖維復(fù)合材料為對(duì)象，在闡述碳纖維復(fù)合材料優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)及其在不同領(lǐng)域使用等內(nèi)容基礎(chǔ)上，通過體—?dú)せ旌蠁卧獎(jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的碳纖維復(fù)合材料轉(zhuǎn)向架計(jì)算模型，對(duì)其超常、模擬運(yùn)營(yíng)載荷條件下靜強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明：使用T700碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度較好。

關(guān)鍵詞：碳纖維復(fù)合材料;鐵路機(jī)車;設(shè)計(jì);轉(zhuǎn)向架;疲勞強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：TQ050.43;U260.331

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2022）06-0044-06

Application of carbon fiber composite materials in the design of railway locomotive bogies

ZHANG Hu

（Guoneng Baoshen Railway Group Maintenance Branch， Yulin 719316， Shaanxi China

）

Abstract：Carbon fiber composite materials are widely used in aerospace， rail transit， automobile and other fields due to their low density and good corrosion resistance. Based on this， this paper selects carbon fiber composite materials as the object， and on the basis of expounding the advantages and characteristics of carbon fiber composite materials and their use in different fields， creates a corresponding carbon fiber composite material bogie calculation model through the body-shell hybrid element. The static strength and fatigue strength are evaluated under abnormal and simulated operating load conditions. The results show that the bogie designed with T700 carbon fiber/epoxy composite material has a simple structure with good static and fatigue strength.

Key words：carbon fiber composite material; railway locomotive; design; bogie; fatigue strength

隨著鐵路交通行業(yè)的快速發(fā)展，各國(guó)把高度鐵路運(yùn)輸列入用于緩解航空、水路及公路運(yùn)輸一種重要的途徑，對(duì)機(jī)車速度、經(jīng)濟(jì)及其舒適性提出更高的要求。為達(dá)到鐵路機(jī)車運(yùn)行實(shí)際需求，機(jī)車應(yīng)具有性能好、舒適度好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)?；诖?，采用質(zhì)量輕、性能好的復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬材料制作鐵路機(jī)車各部件成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。轉(zhuǎn)向架是支撐鐵路機(jī)車及承受車輛載荷，確保整個(gè)機(jī)車平穩(wěn)運(yùn)行的重要部件，對(duì)其開展輕量化設(shè)計(jì)成為必然的趨勢(shì)。與傳統(tǒng)鋼材料相比，碳纖維復(fù)合材料具有抗擊強(qiáng)度好、裂紋擴(kuò)散迅速等優(yōu)點(diǎn)，將其用于地鐵機(jī)車轉(zhuǎn)向架，對(duì)于機(jī)車輕量化、節(jié)能效果好等具有重要的意義。本文針對(duì)鐵路機(jī)車轉(zhuǎn)向架開展仿真計(jì)算，包含靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度，結(jié)果表明：碳纖維復(fù)合材料用于設(shè)計(jì)鐵路機(jī)車轉(zhuǎn)向架強(qiáng)度能達(dá)到實(shí)際工況要求，其力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求。

1概述碳纖維復(fù)合材料

1.1碳纖維復(fù)合材料主要優(yōu)點(diǎn)

轉(zhuǎn)向架是軌道交通車輛的重要承重部件，對(duì)機(jī)車安全、平穩(wěn)性運(yùn)行產(chǎn)生重要的影響。轉(zhuǎn)向架質(zhì)量占據(jù)整個(gè)機(jī)車質(zhì)量40%以上，其減重效果對(duì)促進(jìn)整個(gè)機(jī)車減重意義重大[1]。采用傳統(tǒng)金屬材料在確保強(qiáng)度基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)向架的減重空間比較小，無法達(dá)到輕量化這一目標(biāo)。碳纖維復(fù)合材料顯示出比模量及比強(qiáng)度高等特點(diǎn)，具有良好的減重效果，尤其對(duì)存在較高剛度或者變形要求這種結(jié)構(gòu)。性價(jià)比、可靠性高：碳纖維復(fù)合材料用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)中已有數(shù)十年的歷史，積累了豐富的設(shè)計(jì)、制造經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)比較成熟[2-3]。與金屬結(jié)構(gòu)相比，碳纖維復(fù)合材料性價(jià)比高、成本低等特點(diǎn)，成為結(jié)構(gòu)輕量化目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的較好選擇。運(yùn)用碳纖維復(fù)合材料日益成熟的液體成型工藝，把一系列的零件依托機(jī)械連接完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)組間，簡(jiǎn)化成一次成型零件，不僅可以減少零件及其緊固件數(shù)量，還可達(dá)到低成本制造這一目標(biāo)。必須注意，碳纖維復(fù)合材料液體成型工藝實(shí)際使用過程中，根據(jù)精確地管道輸送及溫度壓力等指標(biāo)自動(dòng)控制為基礎(chǔ)，但這種工藝應(yīng)用并不是很廣。液體成型工藝劃分為樹脂膜滲透（RFI）、真空輔助成型工藝（VARI）等。其中，VARI工藝主要優(yōu)點(diǎn)在于無需預(yù)浸料、成本低、原材料利用率高，滿足常溫或溫度不高大型壁板結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)過程;RFI工藝中樹脂沿著厚度方向進(jìn)行流動(dòng)，極易發(fā)生浸潤(rùn)纖維，無預(yù)浸料，但這種工藝獲得的制品表明質(zhì)量及尺寸精度不佳，適合用于生產(chǎn)大平面或者簡(jiǎn)單曲面零部件。

1.2碳纖維復(fù)合材料特點(diǎn)分析

鐵路建設(shè)作為一項(xiàng)耗資較大的工程，且具有較高的修建成本、后期維護(hù)消耗大等特征，大比例使用碳纖維復(fù)合材料有利于降低地鐵自重，縮減不必要能耗，這些節(jié)約量在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)背景下也是比較可觀的數(shù)據(jù)。新一代地鐵通過先進(jìn)的碳纖維復(fù)合材料制造轉(zhuǎn)向架，能有效減少其維修保養(yǎng)頻次，對(duì)于降低損耗及成本具有重要的意義。

碳纖維復(fù)合材料主要特點(diǎn)為質(zhì)量輕、強(qiáng)度大等，成為比較理想的結(jié)構(gòu)材料。有學(xué)者研究指出，與金屬材料相比，較碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度、比模量高1～7倍，碳纖維復(fù)合材料與鋁合金密度分別為2.7、1.57 g/cm，處于相同的結(jié)構(gòu)下，采用碳纖維復(fù)合材料能夠減重1/2。碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度、比模量依次是鋁合金6～7倍、3～4倍[4-5]。但是，與金屬材料有所不同，碳纖維復(fù)合材料不存在屈服過程，其能夠隨著載荷增加直到破壞。金屬材料自身的疲勞強(qiáng)度一般僅占其靜強(qiáng)度30%～50%，碳纖維復(fù)合材料疲勞強(qiáng)度則是其拉伸強(qiáng)度70%～80%，甚至更高[6]。碳纖維復(fù)合材料對(duì)于疲勞載荷不夠敏感，抗疲勞損傷性能更強(qiáng)。金屬材料發(fā)生疲勞破壞，如果裂紋擴(kuò)展至相應(yīng)的尺寸后，材料破壞展現(xiàn)出瞬時(shí)性、難以預(yù)測(cè)性等特點(diǎn)，從而降低其可靠性、安全性[7]。碳纖維復(fù)合材料對(duì)于擴(kuò)展裂紋敏感度比較低，其纖維與基體界面能有效阻止裂紋擴(kuò)展，即使發(fā)生損傷，也慢慢擴(kuò)展，并未瞬時(shí)破壞，進(jìn)行破壞前并未出現(xiàn)明顯的征兆。碳纖維復(fù)合材料顯示出良好的抗沖擊性，如果受到碰撞可以吸收大量的能量。碳纖維復(fù)合材料、金屬材料損傷擴(kuò)算形式依次為面內(nèi)分層、穿透裂紋，受損結(jié)構(gòu)內(nèi)碳纖維復(fù)合材料顯示出持久的承載性能。如果處于惡劣的環(huán)境下，碳纖維復(fù)合材料耐腐蝕性更好，金屬材料則應(yīng)給予化學(xué)防護(hù)，其維護(hù)成本更高。

1.3碳纖維復(fù)合材料在各領(lǐng)域的應(yīng)用

1.3.1航空航天領(lǐng)域

復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域具有成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，選取碳纖維復(fù)合材料對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為這類材料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用提供一定的借鑒。從國(guó)防軍工領(lǐng)域分析，碳纖維復(fù)合材料是航空航天制造中使用的主要原材料，在飛機(jī)主、次承載結(jié)構(gòu)件及部分特殊位置使用隨處可見。德國(guó)在20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行復(fù)合材料用于轉(zhuǎn)向架方面的研究，德國(guó)聯(lián)邦鐵路公司與MBB公司及DAIMLER Benzj集團(tuán)下屬子公司之間進(jìn)行合作，研制出這個(gè)時(shí)期世界上首輛采用復(fù)合材料設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向架。如今，國(guó)內(nèi)外常把碳纖維/環(huán)氧馬復(fù)合材料用于戰(zhàn)斗機(jī)主翼、蒙皮、機(jī)身等位置，有利于提升飛機(jī)結(jié)構(gòu)耐腐蝕及抗疲勞性能，對(duì)于飛機(jī)發(fā)揮著良好的減重效果。自民用領(lǐng)域分析，具有555座A380超大型遠(yuǎn)程寬體客機(jī)（如圖1所示）因采用大量碳纖維復(fù)合材料創(chuàng)造航空飛行史的奇跡。飛機(jī)所用復(fù)合材料部件大于總質(zhì)量25%，22%是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，3%則首次用到民用飛機(jī)GLARE纖維—金屬板材料[8]。所用復(fù)合材料部件包含減速板、整流罩等結(jié)構(gòu)。

1.3.2建筑工程

復(fù)合材料在建筑領(lǐng)域也有非常廣泛的應(yīng)用，例如：橋梁、高層建筑等，湖南湘西的矮寨大橋，如圖2所示。

在2012年3月31日正式通車，這也是世界上跨峽谷跨徑最大的鋼桁梁懸索橋，其預(yù)應(yīng)力筋材使用碳纖維，把吊索相應(yīng)的拉力傳送至地面。與傳統(tǒng)鋼絞線比較，采用碳纖維預(yù)應(yīng)力筋材料展現(xiàn)出高強(qiáng)度、密度低、耐腐蝕等特點(diǎn)，有利于提升整個(gè)橋梁的安全裕度[9]。

1.3.3體育器材領(lǐng)域

復(fù)合材料具有良好的設(shè)計(jì)性，從而為其在體育器械領(lǐng)域提供良好的條件。各種體育器械對(duì)其性能的要求有所不同，例如：強(qiáng)度、尺寸、剛度等。通過碳纖維復(fù)合材料制作釣魚竿，因其具有良好的抗彎穩(wěn)定性，在羽毛球拍、滑雪板等體育器械中得到廣泛的應(yīng)用。

1.3.4車輛制造領(lǐng)域

復(fù)合材料在汽車制造領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用空間，可用于制作保險(xiǎn)杠、方向盤、發(fā)動(dòng)機(jī)等部件。如：日本東麗公司是世界上較大的合成纖維生產(chǎn)制造企業(yè)，在2011年12月3日東京車展上展示概念車TEEWAVE AR1，如圖3所示。

這輛車作為一款敞篷概念跑車，整個(gè)車采用0.16 t碳纖維復(fù)合材料用來制造車體、輪轂等部件，能有效減少鋼板用量。這輛跑車整車質(zhì)量明顯超越普通同款車輛剛性、安全性，且整車強(qiáng)度、安全度有明顯的提升。

2碳纖維復(fù)合材料在有限元中的應(yīng)用

2.1有限元基本方式

有限元法作為工程領(lǐng)域使用廣泛的計(jì)算方式，對(duì)非線性、復(fù)雜邊界條件等問題進(jìn)行處理比較方便。有限元分析法基本思路就是把物體看成由有限單元構(gòu)成的整體，依托對(duì)單元節(jié)點(diǎn)位移或應(yīng)力實(shí)施求解[10]。在有限元分析中，可選取節(jié)點(diǎn)位移或應(yīng)力當(dāng)做變量，按照所取變量差異，計(jì)算包含位移法、混合法等，位移法就是使用最多的方法，其步驟如圖4所示。

2.2ANSYS及其在碳纖維復(fù)合材料中的應(yīng)用

ANSYS是美國(guó)公司研發(fā)的融合結(jié)構(gòu)、電磁學(xué)等為一體的大型有限元分析軟件，在航空航天、造船、水利等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。ANSYS配置與不同CAD軟件相應(yīng)的對(duì)接接口，順利完成數(shù)據(jù)傳輸、共享操作，便于開展工作。ANSYS分析主要步驟：前處理旨在對(duì)三維實(shí)體模型及有限元模型進(jìn)行創(chuàng)建、處理;定義載荷及其邊界條件，再次核查載荷信息、單元類型、邊界等信息，設(shè)計(jì)求解控制選項(xiàng)完成計(jì)算;ANSYS主要提供2個(gè)后處理，包含一般后處理：用來顯示、輸出模型在某個(gè)時(shí)刻、載荷步求解結(jié)果;時(shí)間歷程后處理：查看模型在某個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)模型指定節(jié)點(diǎn)計(jì)算結(jié)果會(huì)由于時(shí)間的變化而改變，這也是瞬態(tài)問題進(jìn)行處理時(shí)常用的模型。利用后處理器觀察結(jié)算結(jié)果，并對(duì)其結(jié)果展開分析[11-12]。依托顏色云圖、等值線圖等方法檢查計(jì)算結(jié)果，也可借助直線查看數(shù)據(jù)文件對(duì)計(jì)算結(jié)果展開分析。

工程應(yīng)用領(lǐng)域，比較常見的復(fù)合材料就是通過高性能纖維或疊層物組合起來，例如：碳纖維環(huán)氧樹脂等材料。與傳統(tǒng)各向同性材料比較，建模過程更加復(fù)雜。碳纖維復(fù)合材料力學(xué)性能與材料主方向存在密切的關(guān)系?；诖?，要重點(diǎn)關(guān)注挑選單元類型。ANSYS軟件支持采用專門層合類型單元對(duì)碳纖維復(fù)合材料三維網(wǎng)格單元予以定義及分析。通過ANSYS軟件對(duì)碳纖維復(fù)合材料開展計(jì)算，單元選擇：對(duì)不同結(jié)構(gòu)及其計(jì)算結(jié)果的要求，通過ANSYS軟件對(duì)碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，提供一些單元類型，如表1所示。

ANSYS模型創(chuàng)建包含直接建模、CAD軟件導(dǎo)入這2種方式，對(duì)簡(jiǎn)單模型能直接放在ANSYS軟件內(nèi)實(shí)施建模，對(duì)復(fù)雜形狀模型，支持在CAD建模內(nèi)開展接口導(dǎo)入，有利于節(jié)省建模時(shí)間[13]。疊層結(jié)構(gòu)作為復(fù)合材料的主要特征，每層主方向也有所不同;疊層屬性配置方法如下。各疊層開展屬性定義：這種方式自下至上逐層進(jìn)行疊加，如果疊加是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可只對(duì)一半疊層材料進(jìn)行定義[14]。一般情況下，模型部分層出現(xiàn)在某個(gè)特定位置，對(duì)屬性進(jìn)行定義時(shí)，部分丟失層單元可把其厚度定義成零，從而了解層合板結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。對(duì)每個(gè)單層，可依托界面定義命令定義各項(xiàng)參數(shù)，也可借助制定截面形狀對(duì)單層予以定義。各參數(shù)包含鋪層后、材料屬性等。層定向角作為2個(gè)坐標(biāo)系X軸間的夾角，缺省條件下，層與單元坐標(biāo)系之間的夾角是0°。鋪層厚度，即當(dāng)每一層厚度是常數(shù)，用戶只要定義節(jié)點(diǎn)厚度;反之，必須依次輸入幾個(gè)節(jié)點(diǎn)厚度，促使層厚度縮減至零。不同層積分點(diǎn)數(shù)目用來評(píng)估各層求解結(jié)果精度。對(duì)比較薄的單層，如果與其他層一同使用，僅采用一個(gè)積分點(diǎn)即可。對(duì)層數(shù)比較少的疊層結(jié)構(gòu)，積分點(diǎn)數(shù)量需要隨之增加，缺省狀態(tài)下節(jié)點(diǎn)數(shù)一般定義成3。

3鐵路機(jī)車轉(zhuǎn)向架模型設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)向架作為鐵路機(jī)車一種重要的承載結(jié)構(gòu)，也是安裝其他零部件的基礎(chǔ)，其是否可靠直接影響鐵路機(jī)車安全運(yùn)行及其行駛質(zhì)量?；诖?，轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，與鐵路機(jī)車安全、可靠的運(yùn)行存在密切的聯(lián)系。文中鐵路機(jī)車轉(zhuǎn)向架通過T700碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料展開設(shè)計(jì)。其通過一體成型工藝完成設(shè)計(jì)，包含左、右縱梁和中間橫梁，上部設(shè)計(jì)空氣彈簧座，2根橫梁外側(cè)包含齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)、橫向止擋座等。由于碳纖維復(fù)合材料彈性比較好，轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)中取消傳統(tǒng)橫、縱向減震器，對(duì)軸箱定位系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化處理，通過拉板結(jié)果為其提供較大的橫、縱向剛度用于承擔(dān)單方面的載荷; 軸箱彈簧只是提供垂向剛度，完成相應(yīng)的定位剛度解耦，為定位系統(tǒng)提供合理的靜撓度[15-16]。轉(zhuǎn)向架材料力學(xué)參數(shù)如表2所示。碳復(fù)合材料經(jīng)纏繞成型為單向板，后通過加熱成型等方法制作完成。

4轉(zhuǎn)向架疲勞及靜強(qiáng)度計(jì)算

對(duì)鐵路機(jī)車轉(zhuǎn)向架強(qiáng)度計(jì)算載荷根據(jù)《動(dòng)力單元—轉(zhuǎn)向架和走行機(jī)構(gòu)—轉(zhuǎn)向架架構(gòu)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)》相關(guān)規(guī)范[17]，依次對(duì)其超常、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下的載荷展開計(jì)算。其中，超常載荷旨在評(píng)估轉(zhuǎn)向機(jī)的靜強(qiáng)度，模擬運(yùn)營(yíng)載荷用來判斷其疲勞強(qiáng)度。

4.1建立有限元模型

轉(zhuǎn)向架屬于H形封閉箱型梁結(jié)構(gòu)，其主體使用碳纖維復(fù)合材料，由CATIA創(chuàng)建三維模型，通過殼單元和實(shí)體單元相結(jié)合的方式完成有限元離散處理。轉(zhuǎn)向架主體選取四邊形SHELL191單元，不同支撐座挑選六面體SOLID45單元，均為8節(jié)點(diǎn)，針對(duì)殼體一殼單元之間存在的自由度不夠協(xié)調(diào)問題，通過MPC算法予以處理。合理設(shè)置殼體一殼單元之間的接觸關(guān)系，通過按照要求對(duì)其連接參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，一系軸箱依據(jù)轉(zhuǎn)向架受力狀況創(chuàng)建相應(yīng)方向的彈簧單元，便于模擬實(shí)際狀況。根據(jù)上述要求，轉(zhuǎn)向架有限元模型通過多個(gè)實(shí)體單元、殼單元及節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，結(jié)果如圖5所示。

4.2轉(zhuǎn)向架載荷及工況

4.2.1超常及模擬運(yùn)營(yíng)載荷

超常載荷作為轉(zhuǎn)向架實(shí)際運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最大載荷，超常條件下，轉(zhuǎn)向架載荷包含其自身所出現(xiàn)載荷及不同部件反作用載荷[18]。超常工況條件下垂向載荷根據(jù)軸重求解：

4.2.2強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)果分析

（1）靜強(qiáng)度。根據(jù)碳纖維復(fù)合材料最大的應(yīng)力失效準(zhǔn)則，其破壞過程均為逐層失效的，如果承受應(yīng)力滿足材料的最低強(qiáng)度要求，這一層開始失效，復(fù)合材料層合板中應(yīng)力需要重新分配[19-20]。當(dāng)材料主方向任意一個(gè)滿足材料相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度值，會(huì)出現(xiàn)破壞。最大應(yīng)力失效準(zhǔn)則具體條件下為：

某些運(yùn)營(yíng)及超常載荷不同工況條件下轉(zhuǎn)向架最大壓應(yīng)力、拉應(yīng)力等指標(biāo)如表3所示。

由表3可以看出，碳纖維復(fù)合材料轉(zhuǎn)向架在超常（工況14）以及短路（工況18）狀態(tài)下壓縮安全裕度比較低，最低值為1.05，最大、最小主應(yīng)力主要處于一系拉板安裝座及其二系簧座位置，成為轉(zhuǎn)向架承受拉壓應(yīng)力最大的部位，為結(jié)果比較危險(xiǎn)的區(qū)域。這表明，對(duì)不同靜載荷條件下轉(zhuǎn)向架靜強(qiáng)度進(jìn)行求解，拉、壓安全裕度均超過1，滿足靜強(qiáng)度評(píng)估要求。

（2）疲勞強(qiáng)度。對(duì)13種工況下計(jì)算結(jié)果最大、最小主應(yīng)力予以提取，將經(jīng)驗(yàn)Goodman曲線每一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)均通過（S，S）形式出現(xiàn)，根據(jù)下列式子求出節(jié)點(diǎn)的平均應(yīng)力S及其應(yīng)力幅值S。

（3）通過一系列的計(jì)算，文中制定共13個(gè)疲勞工況，把轉(zhuǎn)向架母材不同節(jié)點(diǎn)平均應(yīng)力及應(yīng)力幅值放入Goodman疲勞曲線內(nèi)展開對(duì)比，上述節(jié)點(diǎn)均處于母材疲勞曲線之內(nèi)，碳纖維復(fù)合材料轉(zhuǎn)向架主體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，比較危險(xiǎn)的節(jié)點(diǎn)參數(shù)如表4所示。

5結(jié)語

綜上所述，對(duì)起停頻繁的地鐵機(jī)車而言，碳纖維復(fù)合材料用于轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)，不僅可以降低機(jī)車運(yùn)營(yíng)能耗，更能助力中國(guó)碳纖維復(fù)合材料在轉(zhuǎn)向架領(lǐng)域的進(jìn)步，促使中國(guó)高鐵在國(guó)際市場(chǎng)中更有競(jìng)爭(zhēng)力，充分顯示出新型輕量化材料的功能。

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