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摘要：伴随着我国社会经济的不断向前迈进，当前我国经济已经越过了高速发展阶段，逐步迈入发展速度趋于平缓的新常态，为了保证我国未来经济发展的较强势头，在进行城市化建设工作的过程中，相关部门越来越重视城际轨道交通等相关基础工程的建设工作，以此来串联城市各个部分之间的发展，给城市经济发展带来新生动力。在这样的发展背景下，如何保证城市轨道交通车辆运行的稳定性和安全性能，与整个城市经济稳定健康发展，以及城市居民的人身安全都有着极为密切的联系，因此关于城轨车辆各个部件运营安全的保障工作就成为了工作重点之一，文章就以此为切入点展开分析，并重点针对城轨车辆抗侧滚扭杆装置可靠性的相关问题展开深入探究。
关键词：城轨车辆、抗侧滚扭杆装置、可靠性
1、前言
在针对抗侧滚扭杆装置的性能进行分析工作之前，我们首先需要分析空气弹簧这一重要机械装置，伴随着城轨车辆生产运营技术的不断迈进，空气弹簧作为一种重要的机械装置，被迅速运用于高速列车以及城轨列车之上，主要目的就是为了保证列车在运行中的稳定性，使其在高度复杂的环境下保持一定的垂向性能，并且伴随着技术的不断迈进，当下采用大饶度的空气弹簧在二系悬挂中的应用，更是进一步提升了列车在运行过程中的垂向性能。时至今日，伴随着空气弹簧在城轨车辆中的广泛应用，其所带来的负面影响也日益突出，即大大降低车辆的抗侧轨能力，该问题造成的直接影响就是降低车辆运行过程中的稳定性能，严重的情况下，甚至给车辆运行安全带来风险，而本次研究工作所探究的抗侧滚扭杆装置，主要目的就是为了降低该问题所带来的运营风险，因此针对其可靠性的分析工作至关重要。
2、抗侧滚扭杆装置概述
2.1机械结构简介
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图2.1抗侧滚扭杆装置结构简图
如图2.1所示为抗侧滚扭杆装置结构简图，通过图示信息可知，抗侧滚扭杆主要由垂直连杆、扭转臂、支撑座、扭转轴等几部分组成[1]。在车辆正常运营的过程中，各个组成部件相互配合工作，并通过底座与车体进行连接，实现降低车辆因车辆的抗侧轨能力降低所带来的运营风险。
2.2工作原理
通过对图2.1所示信息的分析可知，两条水平放置的扭转臂将会通过支撑柱直接与车体进行连接，因此在列车运行过程中发生侧翻问题时，将能够直接带动两条扭转臂运动，并直接传导相应的应力载荷，在受到力的作用之后，两条水平放置扭转臂，将会与扭转轴之间产生直接力和力矩作用，通过简单的基础力学的分析可知，两条扭转臂与扭转轴之间建立的力的关系方向相反，因此会导致扭转杆产生一定范围内的弹性塑性变形。受弹性变形的影响，扭转杆将会通过扭转臂向车辆传导一种反作用力和力矩，同样该力的方向与车体侧滚角角位移的方向相反，从而形成与车体侧翻现象的反作用力，阻止车体侧翻事故的产生。此外，抗侧滚扭杆装置并不会对列车的正常运行产生其他不良影响，如在车体运动过程中产生垂直方向的振动时，两条扭转臂会跟随车体震动的方向进行同向摆动，在该情况下并不会与扭转杆之间建立力的联系，这也在一定程度上增加了抗侧滚扭杆装置自身的使用安全性，防止了车辆震动对自身带来的不良影响[2]。
3、抗侧滚扭杆装置可靠性型概述
通过上述分析可知，抗侧滚扭杆主要由垂直连杆、扭转臂、支撑座、扭转轴等几部分组成，并通过简单的机械结构进行连接，同时通过支撑座与车体建立联系，实现力和力矩的传导，以实现抗侧滚的实际目的。抗侧滚扭杆装置机械结构较为简单，使得每一个部件之间的联系都较为紧密，故而其中任一部件的损坏，都将会导致整个系统出现工作故障，因此针对其可靠性模型的建立工作，应该基于一个串联的基础模型之上，突出各部分间联系的重要性[3]。
基于上述分析，将抗侧滚扭杆装置中的每一个工作部件假定为一个独立的单元，并设定每一个独立单元去服从指数分布，因此，本次针对抗侧滚扭杆装置可靠分析工作的模型如下。
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（1）
式中
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表示心抗侧滚扭杆装置的可靠性，
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表示每一个独立单元的可靠性。
4、抗侧滚扭杆装置可靠性分析
4.1可靠性分析
从受力的角度，针对抗侧滚扭杆机械结构进行分析，可知该结构不同组成部分的受力组成和受力大小，均有较大差别，如结构中的连杆，一般情况下只受压力影响，而不会受到弯力矩的作用，而扭转臂通常情况下只受到弯曲的作用，其他力的影响均可忽略不计，与之相似扭杆轴也只会受到扭曲影响，其他力对其作用不大。根据以上分析，可知城轨车辆抗侧滚扭杆装置在机械结构组成以及受力特点上，与传统城际车辆抗侧滚扭杆装置并没有较大不同，因此新装置的设计以及性能分析工作均可建立在以往研究的基础上，采用相似产品法对一些新型的城轨车辆抗侧滚扭杆装置进行可靠性进行分析工作。
根据以上分析思路，研究人员将具体数据带入上述模型计算，得到了城轨车辆抗侧滚扭杆装置的可靠性分析数据，最终得知其可靠性指标
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，各单元系统的可靠性分析结果如表4-1所示。
表4-1抗侧滚扭杆装置各单元可靠性分析数据
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4.2性能优化处理
经分析可知，抗侧滚扭杆装置在工作的过程中，主要的受力位置为扭杆，主要的动力传输装置为扭转臂，因此为了进一步提升城轨车辆抗侧滚扭杆装置可靠性，可以从这两方面入手，重点提升扭杆和扭转臂的工作可靠性，以此达到提升整体装置性能的目的。按照该思路具体的优化措施可以分为以下几个方面进行考虑：首先，可以从提升装置材料性能的角度进行考虑，在装置扭杆的加工材料的选择上，可以用一些高度和强度较大的材料代替原有材料，以此来提升扭杆的力学性能；其次，从加工工艺的角度出发，可以重点针对装置生产加工工艺进行进一步优化，如通过回火、淬火、高频淬火等工艺改进，以此来达到提升装置强度的目的；最后，可以从装置结构的角度进行分析，如针对扭杆进行设计加工时，可以在保留原材料不变的前提下，改变其加工工艺，增加扭杆的横截面积，以此来达到相应的力学性能提升目的，这种方式也是作为经济、简单的。
5、结束语
综上所述，文章首先针对当下城轨车辆抗侧滚扭杆装置研究工作的重要性，以及必要性展开了具体阐述，指出相关研究工作对降低车辆运营风
险、保障人民生命财产安全方面等方面的重要意义，之后，文章针对抗侧滚扭杆装置和机械结构，及其工作原理展开了具体介绍，指出该装置在工作过程中的特点和不同部件的受力情况。在以上分析的基础上，文章重点针对抗侧滚扭杆装置可靠性分析工作展开了深入探究，一方面介绍了装置可靠性模型建立工作情况，另一方面，将城轨车辆抗侧滚扭杆装置具体数据带入模型中进行计算，得出了最终的可靠性分析结果，并以此为基础进行了装置的优化探究。最后希望通过本次探究工作，能够为促进相关工作的进一步发展提供一定的帮助。
参考文献：
[1]张建明：城轨车辆抗侧滚扭杆装置的设计[J]。新华网，2016-08-14：31-32.
[2]赵声东：城轨车辆抗侧滚扭杆装置可靠性分析[J].大连工业大学学报（自然科学版）.2016（10）：51-52.
[3]丁艳宇：城轨车辆抗侧滚扭杆装置可靠性分析[J].中国铁路出版社.2017（5）：10-11.