This paper describes the results of structural analysis and loading test of a bogie frame. The purpose of the analysis and test is to evaluate the safety and functionality of the bogie frame under maximum load. The bogie system consist of the bogie frame, suspensions, wheel-sets, a brake system and a transmission system. Of these components, the bogie frame is the major components subjected to the vehicle and passenger loads. The evaluation method used the JIS E 4207 specifications throughout the FEM analysis and static load test. The test results have shown the bogie frame to be safe and stable under design load conditions.
Two representative types of the AGT (Automated Guideway Transit) system, which are bogie and steering types, are available for the side-guided system. Each system primarily consists of the bogie frame, suspensions, wheelsets and axles, braking system and transmission system. Among these components, the bogie frame is one of the most significant components subjected to the whole vehicle and passenger loads. This paper describes structural analyses and associated fatigue analyses for each bogie frame depending on the various loading conditions on a basis of the railway vehicle code UIC 515-4. Subsequently, comparisons are made between those two types to estimate which type is more reliable in terms of strength and fatigue. It is observed that the bogie type is a little advantageous over the steering one from the strength analysis. However, the two types are found to be in a reliable range of fatigue even though a realistic fatigue load case is further carried out. In addition, an optimal size of thickness is suggested for designs of the bogie frame.
Nowadays, the vehicle structure weight of urban transit system has been reduced in order to save energy and materials. However, this light weighted vehicle structure is very important to verify the fatigue strength at the development stage. Bogie system consists of bogie frame, suspensions, wheel-sets, braking system and transmission system. Among these components, the bogie frame is most significant component subjected to the whole vehicle and passenger loads. In this study, the bogie frame for the standard EMU power car is evaluated to the static and fatigue strength. And, the evaluation method is used the JIS E4207 specification throughout the FEM analysis and static load test. The static and fatigue test results for the standard EMU bogie frame of power car has been appeared very safety and stable for the design load conditions.
The rotating bogie frame is used in the bogie for a Light Rail Train under development in Korea. In development of the bogie, the structural strength and fatigue characteristics of the rotating bogie frame have been evaluated under the predefined load cases according to the Korean standards for a urban EMU. No part of the rotating bogie frame was subjected to stress beyond the fatigue endurance limits of the material used when grinding the welding of the lower plate link. It is concluded that the rotating bogie frame is safe in view of its static and fatigure strength.
This paper has established the strength evaluation procedure of the bogie frame for the Korean tilting train that is being developed in KRRI, In order to establish the strength evaluation procedure, firstly, the loading conditions imposed on the tilting train were investigated. In addition, the static and fatigue strength of the bogie frame has been evaluated. In order to derive the dynamic loads according to the carbody tilting, the load redistribution effect by carbody tilting, the unbalanced lateral acceleration effect by high-speed curving and the tilting actuator force effect have been considered. Multi-body dynamic analyses have been carried out to evaluate the tilting load cases and the strength analysis has been performed by finite element analyses. From this study, the structural safety of the bogie frame could be ensured.
This study evaluated the design and structural integrity of a three-axle bogie frame in a railway freight car through a numerical analysis and an experimental evaluation. A three-axle bogie frame, which supports the weight of the car body and load, is required to transport heavier cargo because two-axle vehicles have structural limitations. Therefore, this study performed a structural analysis and static load tests to evaluate the design and structural integrity of a three-axle bogie frame. The results obtained from the numerical analysis were compared to those of the experiments. For the bogie frame used in the experiments, a failure evaluation was performed using non-destructive methods. The numerical analysis and experimental evaluation were satisfactory for the structural integrity evaluation.
There is a large interest to find reliable and automatic methods for crack detection and quantification in the railway bogie frame. The non-destructive inspection of railway bogie frame has been performed by ultrasonic and magnetic particle testing in general inspection. The magnetic particle method has been utilized in the defect inspection of the bogie frame but the grinding process is required before inspection and the dust is developed resulting from the processing. The objective of this paper is to apply the inspection method of bogie frame using infra-red thermography. The infra-red thermography system using the excitation of eddy current was performed for the defect evaluation of weld specimen inserted artificial defects. The result shows that the infra-red thermography method can detect the surface and inner defects in weld specimen for bogie frame.
Rotating bogie frame will be used in the bogie for the Light Rail Train being developed. In development of the bogie, analyzed were the structural strength and fatigue characteristics of the rotating bogie frame. Defined load cases were applied for the analysis. No part of the rotating bogie frame is subjected to stress beyond the fatigue endurance limits of the material used when grinding the weldment of the lower plate link bend. It is concluded that the rotating bogie frame is considered safe in the view of the structural strength.
선형탄성파괴역학을 적용하여 균열이 발생한 변동하중하의 철도차량 대차틀에 대한 균열성장속도를 예측하였다. 이를 위하여 철도차량 대차틀의 균열발생사례를 분석하여 취약부위를 파악하였으며, 영업노선에서의 실동하중 측정과 구조해석을 통한 정하중 계산으로 대차틀 취약부에서 운행 중 받는 총 하중이력을 생성하였다. 총 하중이력에서 균열닫힘을 고려한 유효하중이력을 계산하였으며, 취약부 3곳에서 균열성장속도를 예측하고 일본에서 측정한 균열진전 사례와 비교하였다. 해석결과 초기길이 40mm의 균열이 급속한 균열성장을 일으키기까지는 약 50만km의 주행거리가 필요하며 이는 약 3.8년의 운행기간에 해당하므로 도시철도의 유지보수기간을 고려하면 임계균열로 도달하기 전에 충분히 감지할 수 있을 것으로 생각된다.
The bogie is one of the most important components in a railway vehicle. So a lot of study has been carried out for safety and reliability of the bogie frame in experimental and simulation. In this paper, Presents an experimental study on health monitoring of next generation high-speed train bogie frame. The ultimate objective of this paper is to estimate the sensor located for health monitoring of bogie. The result from this study might be used essential data in order to construct the next generation high speed train bogie frame health monitoring.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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