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2.8 交叉拉杆、弹簧托板、副构架等部件载荷特性
2.8.1 侧架交叉拉杆受力分析
交叉支撑转向架(如转K2、转K6、DZ1、DZ4型转向架等)在左右侧架之间加装有交叉支撑装置,以增加三大件式转向架的抗菱刚度,改善车辆的运动稳定性,提高蛇行运动失稳的临界速度。侧架交叉拉杆通过两端的弹性连接装置连接在侧架的交叉支撑座上,因此在侧架产生菱形变位时,交叉拉杆将阻止其变形,所以侧架交叉拉杆将受到拉压载荷和剪切载荷的作用。
在三大件转向架的两侧架上安装交叉支撑后,侧架的菱形变形受到交叉支撑的约束。设右边侧架向前移动Δx,左边侧架向后移动也为Δx,如图2-9所示。由于侧架前后错动,两侧架变成菱形,其菱形角为γ:
式中:Δx——右侧架向前错动量;
2b——左右侧架中心线的跨距。
一般来说Δx相对b而言是一个不大的量,故可近似认为。
当侧架向前错动时,交叉支撑两端的橡胶垫,产生变形,如图2-9的虚线所示。即一根交叉支撑拉伸,另一根交叉支撑缩短,其变形量可分解为沿支撑杆的伸缩变形ΔT及剪切变形ΔS。
图2-9 侧架交叉支撑转向架的菱形变形
ΔT=Δxcosα (2-8)
ΔS=Δxsinα (2-9)
式中:α——支撑杆与侧架中心线间夹角。
橡胶垫的伸缩变形力和剪切变形力分别为:
FT=ΔTKT (2-10)
FS=ΔSKS (2-11)
式中:KT——交叉拉杆一端橡胶垫拉压刚度;
KS——交叉拉杆一端橡胶垫的剪切刚度。