基于统计推断的转向架构架疲劳可靠性研究

合集下载

转向架构架疲劳评估和结构优化应用研究

转向架构架疲劳评估和结构优化应用研究

转向架构架疲劳评估和结构优化应用研究摘要:依据EN13749等标准对转向架构架的疲劳强度进行了仿真计算和台架试验,同时结合轨道车辆的线路动应力测试,并根据S-N曲线和Miner线性疲劳累计损伤理论对构架的疲劳寿命评估。

研究发现,在构架的疲劳强度满足有限元计算及台架试验的情况下,由于车辆在实际运用过程中受到轮轨系统激扰产生的弹性振动的影响,构架局部结构的等效应力幅并不能满足特定安全运用里程下的疲劳极限要求。

关键词:转向架构架;疲劳强度;疲劳寿命0引言:轨道车辆对转向架构架有极高的安全性和可靠性的要求。

由于其使用的特殊性,行业内普遍要求各主机厂对构架在全寿命周期内进行维保。

目前,国内外对构架的强度设计大都是基于EN13749[1]等标准建议的等幅载荷开展的,这种方法只能对构架在静态力循环下的抗疲劳能力做出基本判断,无法对构架实际运用过程的抗疲劳能力和使用寿命进行准确评定[2,3]。

随着铁路运输向高速、重载方向发展,构架的服役条件变得更加恶劣,由于车轮缺陷、轨道特殊区段激扰、轨道随机不平顺等问题造成构架疲劳损伤开裂的问题越来多[4,5]。

如何提高设计阶段仿真准确性和试验的可靠性一直是国内外研究的重点,然而目前行业缺乏标准的轨道谱和载荷谱,现行的构架仿真分析和台架试验对构架可靠性的预测结果与实际情况可能存在较大差异。

本文介绍了一种构架设计和疲劳寿命优化研究方法,即基于等幅载荷开展构架主体结构的设计,再结合线路动应力测试结果采用S-N曲线和Miner线性疲劳累计损伤理论对构架的关键区域进行疲劳寿命和结构优化。

1 构架的有限元仿真和台架试验构架由两根箱型侧梁和两根无缝钢管组成H型焊接结构。

计算载荷和和强度评估方法依据标准EN13749进行确定,结构应力计算采用ANSYS 软件完成。

采用10 节点四面体单元SOLID185对构架进行离散。

构架共离散为1267457 个单元,1364307 个节点,如图1所示。

铁道车辆转向架构架疲劳强度研究

铁道车辆转向架构架疲劳强度研究

铁道车辆转向架构架疲劳强度研究铁道车辆转向架是连接车轮和车体的重要零部件,其主要作用是
支撑车体和传递各种荷载。

在运行中,转向架会遭受到很大的冲击力
和振动力,长时间使用后会出现疲劳损伤,进而影响其性能和安全性。

因此,疲劳强度是铁道车辆转向架设计和制造过程中需要重点考
虑的问题之一。

疲劳强度研究是指通过对转向架架构和材料进行力学
分析和实验研究,评估其在长期疲劳循环中的承载能力和寿命,从而
确定合理的架构设计和材料选取方案。

具体来说,疲劳强度研究需要进行以下方面的工作:
1. 车辆运行工况分析:通过对车辆运行时所受到的各种荷载进行
分析,确定转向架在运行过程中所承受的最大荷载大小和作用方向等。

2. 架构设计和优化:考虑运行工况下的荷载要求,针对转向架结
构进行设计和优化,使其能够在较长时间内保持安全可靠的运行状态。

3. 材料选取和试验验证:根据转向架的设计要求,选择合适的材料,并进行相应的试验验证,以确定其在疲劳循环中的强度和寿命。

4. 疲劳强度评估:通过对转向架进行计算和试验,评估其在疲劳
循环中的承载能力和寿命,为设计和制造提供参考和指导。

总之,铁道车辆转向架的疲劳强度研究是一项十分重要的工作,
旨在保障铁路运输的安全和可靠性。

铁道车辆转向架构架疲劳强度研究

铁道车辆转向架构架疲劳强度研究

铁道车辆转向架构架疲劳强度研究研究背景铁道车辆转向架是保证列车在行驶中正常转向和稳定行驶的关键部件。

由于长时间的使用和高强度的工作负荷,转向架会经受来自车辆自身和轨道的巨大冲击和振动,容易导致疲劳损伤。

因此,研究转向架的疲劳强度,对确保铁道车辆的运行安全和提高转向架的使用寿命具有重要意义。

研究目的本文旨在探讨铁道车辆转向架的疲劳强度及其影响因素,为提高转向架的可靠性和使用寿命提供理论依据。

转向架的结构与功能转向架是连接车轮和车体的重要部件,主要由横梁、侧架、轴承、齿轮等组成。

它的主要功能包括支撑车轮、传递车辆重量和转向力、减震和缓冲等。

疲劳强度分析方法1.应力分析:通过有限元分析等方法,模拟转向架在实际运行条件下所受到的各种力,确定关键部位的应力分布情况。

2.疲劳寿命预测:根据转向架在实际运行中的载荷数据,结合疲劳寿命曲线,预测转向架的使用寿命。

3.动态特性测试:通过振动台试验等方式,测试转向架在不同工况下的振动响应,从而评估其疲劳强度。

影响转向架疲劳强度的因素1.车速和曲线半径:车速和曲线半径的增大会导致转向架受到更大的侧向载荷,增加疲劳损伤的风险。

2.载荷条件:不同运行状态下,列车所受到的载荷大小与方向会不同,对转向架的疲劳强度有重要影响。

3.材料性能:转向架所采用的材料的强度和韧性特性直接影响其抗疲劳能力。

4.设计参数:转向架的结构参数,如横梁长度、轴承布置方式等,也会对其疲劳性能产生影响。

疲劳强度改进措施1.材料优化:选择高强度、高韧性的材料,提高转向架的抗疲劳能力。

2.结构改进:优化转向架的结构设计,减轻其自重,减少应力集中点,提高疲劳寿命。

3.装配工艺:提高转向架的装配精度,减少装配应力,防止缺陷引起的裂纹扩展。

4.检测监测:建立转向架的实时监测系统,及时发现损伤并进行修复或更换。

实验研究与工程应用1.利用有限元分析、振动台试验等方法,开展转向架的疲劳强度试验研究,验证理论模型和分析方法的准确性和可靠性。

标准动车组转向架构架疲劳可靠性研究与结构优化

标准动车组转向架构架疲劳可靠性研究与结构优化

主要是采用无摇转向架, 这就保证了零件的疲劳可靠性较高 , 但是 研宄对象的三维模型, 根据标准对优化后的局部结构进行强度校核 这样就会增加转向架的刚性需求 在转 向架 的两天选择道路上 , 我 与 对 比分 析 。 国选择的是不动式, 这样能良好的抵御疲劳, 但是这就会对材料的 3结 论 要求更高, 提高了转向架的造价, 但是在低噪音、 节能、 可靠性的优 在我 国动 车发展过程 中 , 转 向架作为动车 的重要零件 , 因为在 点方面, 承受更高的价格是合理的。同时这样的结构被用于我国高 工作 中载荷大 , 工作作用 大而经常被研究和探讨 。转 向架 的质量问 寒高铁得使用上 , 有着更重要的效果 。我国正在着手于高 纬度高铁 题一定程度决定了动车的整体质量问题,转向架的质量受到设计 、 的建设 , 我 国其 中从哈尔滨通 向齐齐 哈尔的轨道 已经运行 , 另外 我 原材料 、 以及工作环境的多重影响。在设计 中我 国采用 自主研发统 国正在建设通向新疆和西藏等高寒地区动车轨道 ,在寒冷的条件 标准的设计,在设计时采用 自主研发的高科技软件进行模拟, 确 下, 一些机械零件的工作状态会发生变化 , 所以高寒列车和轨道是 保设计的合理。在原材料方面, 我国的动车的制造标准是原材料方 动车发展的最前沿领域, 而相对制约发展的就是转向架的问题。 面的顶尖水平, 在原材料的使用中, 不仅保证原材料质量得到保证, 2 转向结构 的研究分析方法 对其淬火工艺等也有标 准化 的管理 。在高寒 区域 的使用 , 也是 我国 研 发“ 中国标 准化动车组” 动车转 向架构 架进行疲劳可靠 性研 动车的重要发展方向。
布最广的动车线路。 但是我国在动车运行起来动车事故也发生了多次, 温州动车事故历历在 目, 因此在动车的 使用上, 要格外注意动车的 安全性。进动车本身而言故障一般发生在转向结构方面, 动车速度快、 质量惯性大, 因此会对动车的转向结构形成较大的负 荷, 容易出现 结构疲劳等现象, 为动车的运行埋下隐患。

运用条件下城轨车辆转向架构架疲劳寿命探究

运用条件下城轨车辆转向架构架疲劳寿命探究

运用条件下城轨车辆转向架构架疲劳寿命探究摘要:通过跟踪调查发现,在城轨车辆实际运行中,应当对动应力还有车辆运行情况进行分析。

当出现城轨车辆转向架构架疲劳情况时,应当对产生这种情况的原因进行分析。

运用可靠性理论,可以建立构架疲劳的可靠研究模型,从而对构架疲劳进行有效控制。

可靠度模型可以优化检修周期,还可以为构架检修提供数据基础。

当数据分割以后,会显示出不同的构架劳损,所以要区分这些情况,采用不同的方式进行解决。

关键词:城轨车辆;转向架;构架疲劳我国的城市轨道交发展迅速,目前已经成为了城市发展和建设中的重要组成,也是重要的城市交通。

城市轨道交通的车辆安全性,会对安全运行产生重要的影响,所以关键结构的疲劳情况,以及可靠性问题,已经成为保证城市轨道运输安全的重要因素。

转向架的构架,是车辆的重要结构,可以运用数值模拟仿真计算机,以及运用台架实验来确认构架的疲劳程度,进而满足相关的运行要求。

在构架设计制造单位中,通过不断优化和改进构架结构,可以提升构架疲劳的可靠程度,针对车辆结构和疲劳情况,可以广泛地研究疲劳性,从而运用国际规范来评价。

1线路测试和基本概况分析1.1线路测试要想更好地研究车辆线路,就应当研究实际运行车辆,根据车辆调度计划和运行情况,测验每个车辆的驶入情况,以及车辆正线时与上次的车头方向是否相反。

在进行测试时,试验架构是一个新造的构架,主要应用于被试车辆。

当车辆构架的疲劳控制,在进行部位控制时,应当布置电阻式的应变片,而且主要是用于获取运行过程中的构架应力。

一般在轴箱体上方,会布置垂向的加速传感器,主要是用来反应转向架所受到的线路激扰,并且在车体的下方,如果布置测速雷达,主要是用来获取车辆运行速度,还有直线和曲线等线路信息的。

如果将测试装备封装于车体的下方,当车辆运行时测试数据会进行实时存储。

当被测车辆按照正常计划运行时,测试的数据积累应当在6GB。

如果测试数据涵盖了车辆整个运行工况时,可以完全涵盖物流量的真实情况,以及相关的运行特征。

基于UIC—ORE准则的转向架构架疲劳试验研究

基于UIC—ORE准则的转向架构架疲劳试验研究

基于UIC—ORE准则的转向架构架疲劳试验研究作者:李伟傅志红来源:《山东工业技术》2018年第22期摘要:转向架构架对于列车的安全稳定行驶具有至关重要的作用,为实现对单轨高架游览车转向架构架的疲劳寿命校核,本文依据UIC-ORE标准,对在轨运行的列车构架进行应力测量,通过处理得到了有效的应力循环,并结合几何模型、材料属性在MSC.Fatigue软件中进行了疲劳校核,计算结果表明该转向架的疲劳强度满足要求。

关键词:转向架构架;疲劳寿命;UIC-OREDOI:10.16640/ki.37-1222/t.2018.22.0081 引言轨道交通所使用的车辆部件,由于加工工艺很多为焊接,且在运行过程中受到复杂的外部载荷,导致在长期的运行过程中容易出现一些局部缺陷或者残余应力。

在这些情况下,甚至不超过许用载荷的外力会致使构件发生破坏,危及列车的平稳运行。

一般而言,把这种材料在这种长时间的循环非恒应力或非恒应变作用下发生局部的不可恢复的强度变化,最终一致形成裂纹或导致构件失效的现象,称之为疲劳。

疲劳与普通的短时间丧失强度属性不同,这种现象的发生,一方面,由于材料自身在加工之时存在一些残余应力或者缺陷;另一方面,与某一长期作用的应力集中有关。

大量文献表明,疲劳破坏对于机械零件失效的贡献很大,有50%~90%的事故是由于疲劳失效所导致的。

由于单轨高架游览车是一种在室外运行的列车,其运行条件复杂,且由于人员的上下导致车辆保持运行在循环载荷下,其在长时间工作下的疲劳寿命也是研发人员所关心的一个关键问题[1]。

而作为列车的主要承载构件,转向架构架需要承受车辆的垂直载荷和预应力。

在长期的、复杂的交变应力作用下,构架将产生一定的疲劳损伤,而随着时间的发展,构架可能在未达到材料强度极限的应力作用下而发生结构破坏[2]。

所以,列车设计时针对特定载荷下的转向架构架疲劳分析和寿命预测对车辆的长期平稳安全运行至关重要。

本文针对中车集团研制的单轨高架游览车,采用现场实测的方法对实际工作环境中运行列车行走部的铰接式转向架构架的应力状态进行检测,采用雨流计数法对实验结果进行分析,从而提取载荷谱实现基于UIC-ORE标准的转向架构架疲劳校核。

Y25型转向架构架结构强度和疲劳分析

Y25型转向架构架结构强度和疲劳分析

Y25型转向架构架结构强度和疲劳分析Y25型转向架构架结构强度和疲劳分析概述:随着铁路交通运输的发展,高速列车对转向架的要求越来越高。

本文将对Y25型转向架的结构强度和疲劳进行分析,以期为高速列车转向架的设计和改进提供指导。

一、转向架结构强度分析1. 架构设计Y25型转向架的架构设计围绕着提高结构强度展开。

采用了截面尺寸大、材料性能好的钢材,通过合理的梁柱布置确定主轴和副轴的力学特性。

通过对结构的受力分析和计算,确保转向架在列车运行过程中能够承受各种力的作用。

2. 受力分析转向架在使用过程中,受到了多方面的力作用,包括垂向荷载、弯矩和剪力等。

对于垂向荷载,主要是来自列车荷载的传递和集中荷载的作用。

对于弯矩和剪力,来自于曲线行驶时车轮的侧向力以及交流电动机产生的冲击力。

通过受力分析,确定了转向架在各种条件下的最大受力情况。

3. 结构强度计算根据受力分析的结果,进行结构强度计算。

采用有限元方法,将转向架的结构分为若干个小单元,在每个小单元中进行应力和应变的计算。

通过应力云图的分析,了解到转向架中的应力分布情况,并确定了各个关键部位的强度和刚度。

二、转向架疲劳分析1. 疲劳寿命预测疲劳是导致转向架失效的主要原因之一,因此对于转向架的疲劳寿命进行分析非常重要。

通过疲劳试验和数值模拟相结合的方法,预测转向架在长时间使用过程中的疲劳寿命。

根据材料的疲劳性能和实际应力情况,建立疲劳寿命模型,预测转向架在预定使用条件下的寿命。

2. 疲劳裂纹扩展在转向架的使用过程中,可能会出现疲劳裂纹,如果不及时处理,裂纹将进一步扩展,导致转向架的失效。

通过对转向架材料的断裂韧性和裂纹扩展速率进行研究,可以预测裂纹扩展的情况。

根据研究结果,采取相应的措施,延长转向架的使用寿命。

3. 疲劳寿命评估根据疲劳寿命预测和裂纹扩展情况,对转向架的疲劳寿命进行评估。

通过评估结果,确定转向架的使用寿命和更换周期,为转向架维修保养提供依据。

结论:Y25型转向架的结构强度和疲劳分析对于高速列车的安全运行非常重要。

地铁车辆转向架构架疲劳研究

地铁车辆转向架构架疲劳研究

地铁车辆转向架构架疲劳研究摘要:地铁车辆转向架构架是车辆的主要承载部件,随着车辆的不断投入使用,所承受的是频繁的随机载荷,工况较为恶劣,容易出现裂纹,导致使用寿命远远小于设计寿命,严重影响运行安全性。

本文采用准静态应力叠加法对构架电机吊座结构进行了疲劳寿命预测。

仿真结果与该型构架实际出现疲劳破坏的位置吻合,验证了对构架进行疲劳分析方法的正确性。

关键词:转向架构架;多体动力学;刚柔耦合;疲劳寿命前言地铁车辆转向架构架在运行中所承受的耦合动载荷场比较复杂,并且局部刚度较小,很容易出现局部共振现象。

因此,从转向架的构架结构自身的振动特性出发,建立模型对构架的疲劳分析。

一、柔性构架的建立(一)柔体动力学理论柔性体的理论思想主是要赋予一个模态集,应用模态向量和模态坐标的线性组合表示物体的弹性位移,通过计算每一时刻物体的弹性位移来表示其变形,令柔性部件r的界面固定,并建立模态矩阵,其中模态矩阵可表示为:其中:为节点对应产生的模态位移;为节点对应的第j阶模态;为节点对应的第j阶模态产生的应变场;为节点对应的第j阶模态产生的应力场。

由此可知,只要获取柔性体中每个节点的模态位移,则可以得到柔性体中每一个节点的动应力响应。

三、地铁车辆刚柔耦合模型的建立与仿真利用上边得到的柔性构架,根据该型地铁车辆真实动力学参数以及结构参数,最终建立该型地铁车辆的刚柔耦合多体动力学模型如图1所示。

在建模过程中对柔性构架所受初始载荷进行预平衡,则在动力学仿真过程中柔性构架所承受的随机载荷也就模拟了车辆运行过程中构架的实际受力状态。

以该型地铁车辆在满载 AW2下时速72km/h作为仿真的边界条件,并以美国五级谱作为轨道激励进行仿真,仿真时间设为80s。

由图15得知,电机吊座安装座整体铸件结构为无限寿命,疲劳寿命最短的位置出现在电机吊座工字型加强板与电机安装座的焊缝连接处,仿真获得的电机吊座疲劳寿命较短位置与实际电机吊座发生疲劳破坏的位置吻合的很好。

车辆转向架构架的疲劳与可靠性分析

车辆转向架构架的疲劳与可靠性分析

车辆转向架构架的疲劳与可靠性分析摘要:随着时代的发展,我国的转向架构架技术逐渐在国际上名列前茅。

特别是近几年来,随着新型转向架和各种先进技术的运用,既保障了人们的出行的安全环境,也推动了车辆转向架技术的不断迈步。

构架是车辆转向架的主要承重结构,在超负荷的情况下,转向架构架容易形成疲劳,造成裂纹。

本文会对造成车辆转向架构架疲劳的原因进行分析,同时对其可靠性进行简单地阐述。

关键词:车辆;转向架;可靠性;灵敏度因子引言:作为转向架重要的部件之一,转向架构架是转向架其它零部件的安装基础。

动车组动力转向架构架不仅需要支撑车体,还需要在车体与轮对之间传递牵引力。

转向架是否可靠直接影响到动车组的使用性能和安全系数。

转向架构架的结构、使用状态和运行环境也不是一成不变的。

同时,由于转向架构架材料性能和载荷会随着不同的地况和环境进行变化,造成了具有随机参数和随机载荷的随机结构系统,导致转向架构架的疲劳情况会时有发生,一旦出现这样的情况往往后果不堪设想,因此,对转向架构架的疲劳原因进行分析具有重要的理论意义和经济价值。

一、构架疲劳的主要因素(一)、外界激扰源的干扰在城市轨道客车进入正式使用之前,相关专业人员会对其进行动应力测试和可靠性分析。

结果通常会显示该转向架构架可以满足多少年和多少公里的使用。

然而,经过短暂几年的运行,动力转向架构架的横向侧梁、电机悬置座和齿轮箱悬置座连接处出现了许多裂纹,于是对出现问题的地方再次进行投入前相同的评估和实验。

结果表明,转向架构架几乎所有参与试验部位的动应力和以往比较显著增大,对构架的安全性造成了极大的威胁,不能保证人们出行的安全。

那么究竟是什么原因导致转向架构架不能按照原本测定的数据满足使用年限呢?经反复的实验表明,车轮表面的缺陷、轨道特殊区段的干扰、轨道的随机不平顺等原因是车辆振动的主要干扰源。

1、如车辆轮胎的平疤、径向跳动、擦伤和异常磨损等情况的发生都会增加轮轨的冲击力,不仅让列车正常运行时的安全性受到影响,而且也加剧了车辆的疲劳损伤,造成不可逆的伤害。

转向架构架焊接结构的疲劳强度评价

转向架构架焊接结构的疲劳强度评价

转向架构架焊接结构的疲劳强度评价摘要:转向架焊接架是重要零件的基本载体,包括牵引电动机、齿轮箱、横向止挡和抗蛇行减振器承受着非常复杂的疲劳载荷。

尤其是对于转向架框架,负载条件更苛刻,焊接框架的疲劳强度能否达到设计和操作要求,直接影响安全性、稳定性、舒适性和经济性。

本文主要分析转向架构架焊接结构的疲劳强度评价。

关键词:焊接构架;损伤容限;疲劳累积损伤引言通过应变试验分析和仿真静力分析,发现在转向架构架纵梁焊接接头的断裂处存在恶劣的应力集中,以致产生了过大的应力,是转向架构架该处断裂的根本原因。

1、研究背景近年来,我国某某服务环境日益复杂极端化,目前正在设计生产的转向架对安全可靠性提出了更高的要求。

其中,某某结构的抗疲劳问题成为重点研究课题。

这是因为疲劳裂纹的产生和扩大具有很大的不确定性和隐蔽性,疲劳破坏时会发生瞬间的突发性,所以避免某某结构的疲劳破坏,提高运行安全性尤为重要。

材料在交变载荷下会产生微观和宏观的塑料变形,这种塑料变形降低了材料的承载力,产生了裂纹,随着裂纹的增大,最终会导致断裂,这种过程称为疲劳。

疲劳破坏一般由三个阶段组成。

①应力集中发生初始疲劳裂纹,即裂纹发生。

②裂纹稳定扩展;③不稳定和破坏。

当然,这三个阶段之间没有严格的界限,这导致疲劳强度校正困难。

疲劳过程受多种相关因素的影响,在同一个测试集或同一个问题的其他测试之间存在分散问题。

疲劳破坏的一个重要特征是,从表面和应力集中开始,对于焊接结构,疲劳通常发生在连接中。

焊接制造过程不仅会破坏母材的统一组织和特性,还会改变焊接区域或整个结构的应力状态和传力路径,从而导致材料内部和表面的各种缺陷,从而使焊接接头成为整体结构的弱点,是影响框架结构大型零件疲劳强度和寿命的重要因素。

对于熔接框架疲劳寿命评估,目前流行的分析方法包括标称应力方法、结构应力方法和槽口应力方法。

但是,既有强度设计思想的基本假设是将材料视为理想的均匀连续体,没有考虑到瑕疵车体的应力强度影响,因此很明显,设计过于保守。

铁道车辆转向架构架疲劳强度研究

铁道车辆转向架构架疲劳强度研究

铁道车辆转向架构架疲劳强度研究铁道车辆转向架构疲劳强度研究1. 引言铁道车辆作为重要的交通工具,其安全性和可靠性备受关注。

转向架作为车辆的关键部件之一,其疲劳强度对车辆的运行安全具有重要影响。

因此,对铁道车辆转向架构造进行疲劳强度研究具有重要意义。

2. 转向架构造及其作用转向架是铁道车辆的重要组成部分,主要由车轮、轮轴、轮对、承载架等构成。

其作用是支撑车辆重量、传递牵引和制动力,同时保证车辆的稳定性和操纵性。

3. 疲劳强度的概念及影响因素疲劳强度是指材料在循环载荷下发生疲劳破坏的能力。

铁道车辆转向架的疲劳强度受到多种因素的影响,包括材料的强度、载荷的大小和循环次数等。

4. 疲劳强度的评估方法为了评估转向架的疲劳强度,可以采用有限元分析、应力集中因子法和疲劳试验等方法。

有限元分析可以通过建立转向架的数值模型,计算其应力和应变分布,进而预测疲劳寿命。

应力集中因子法则通过提取关键部位的应力集中因子,进行疲劳寿命预测。

疲劳试验则通过对转向架进行实际加载,观察其疲劳破坏形态,评估疲劳强度。

5. 疲劳强度优化设计为了提高转向架的疲劳强度,可以采取优化设计的方法。

例如,可以通过增加材料的强度、改变结构的几何形状、优化焊接工艺等手段,来提高转向架的疲劳寿命。

6. 疲劳强度监测与维护为了保证转向架的安全运行,需要进行定期的疲劳强度监测和维护。

可以采用无损检测技术,如超声波检测、磁粉检测等,对转向架进行检测,及时发现潜在的缺陷和疲劳损伤,并进行修复或更换。

7. 结论铁道车辆转向架的疲劳强度研究对保障车辆的运行安全具有重要意义。

在研究过程中,需要综合考虑材料、结构和加载等因素,并采用合适的评估方法和优化设计手段,以提高转向架的疲劳寿命。

同时,定期进行疲劳强度监测和维护,可有效延长转向架的使用寿命,确保铁道车辆的安全运行。

通过进一步的研究和应用,有望提高铁道车辆转向架的疲劳强度,为乘客提供更安全、舒适的出行体验。

地铁转向架构架设计及疲劳强度分析

地铁转向架构架设计及疲劳强度分析

地铁转向架构架设计及疲劳强度分析摘要:当前,我国城市规模不断扩大,人口急剧增加。

为了缓解城市交通压力,便于人们出行,近年轨道交通设施推陈出新,地铁等交通基础设施发展迅速。

转向架是轨道交通车辆得以正常行驶的基石。

转向架构架作为转向架重要的承载部件,不仅起到支撑车体的作用,而且还是转向架各零部件的安装载体,在运行过程中起到传递来自各方向的交变载荷的作用。

构架为转向架各零部件提供了安装接口定位,其主要作用是承受、传递各种作用力及载荷。

为保证转向架在正常运行中的安全可靠性能,设计之初对转向架构架及其关键受力件进行强度和刚度校核分析与优化就显得尤为重要。

关键词:地铁转向架;构架设计;疲劳强度作为轨道交通的重要组成部分,地铁以其运量大、高速、准时及节省空间等优势,已成为解决城市道路拥堵、缓解交通压力的重要方法。

同时,随着地铁车辆运营里程和服务年限的增加,部分转向架构架出现了大量的疲劳裂纹问题。

转向架是地铁车辆的重要组成部件之一,其结构的可靠性直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安全。

转向架构架在运用过程中时常发生疲劳裂纹、疲劳断裂以及测试寿命无法满足合同要求等问题,其原因各不相同。

一、地铁转向架构架裂纹产生原因1、裂纹产生情况。

某地铁车辆运行时为6 节编组,共34 列,最长运用里程接近90 万公里,动车构架出现疲劳裂纹,裂纹位于齿轮箱吊座立板与补强板连接根部焊缝处,裂纹从焊趾部位开始,沿熔合线向上延伸,但未扩展至母材。

之后对全部地铁车辆进行普查,共发现裂纹81 起。

为保证车辆的正常运营,制定了焊修方案作为临时措施,对裂纹进行了焊修。

2、强度计算及试验。

构架出现裂纹后,对项目执行的强度计算及试验进行了梳理:强度计算根据UIC 615-4《移动动力装置转向架和走行装置转向架构架结构强度试验》和JISE 4207《铁路车辆用转向架设计通则》规定的载荷和工况进行,对构架进行了结构静强度、疲劳性能和模态计算分析。

静强度结果依据第四强度理论进行评定,疲劳强度结果依据UIC 615-4 建议的Goodman疲劳极限图进行评定。

209P型转向架焊接构架结构疲劳研究

209P型转向架焊接构架结构疲劳研究

209P型转向架焊接构架结构疲劳研究209P型转向架焊接构架结构疲劳研究摘要:转向架是重要的机械设备之一,在铁路和地铁交通系统中起着关键作用。

209P型转向架作为一种常用的转向架,其焊接构架结构对其性能和寿命具有重要影响。

本研究旨在探究209P型转向架焊接构架结构的疲劳性能,为转向架的改进和优化提供理论依据。

1. 引言转向架作为铁路和地铁交通系统中的重要组成部分,承担着负责车辆转向、承载和减震等功能。

208P型转向架作为一种常用的转向架,其性能和寿命直接关联着列车的安全运行。

焊接构架结构作为转向架的关键组成部分,其疲劳性能对列车的使用寿命和安全性具有重要影响。

因此,研究该焊接构架结构的疲劳性能具有重要的理论和实践意义。

2. 研究方法本研究采用有限元分析方法,通过建立209P型转向架焊接构架结构的有限元模型,分析其在工作循环载荷下的应力和应变分布情况。

同时,基于材料力学和疲劳参数的相关理论,对焊接构架结构的疲劳寿命进行预测和评估。

通过对比不同工艺参数和焊接材料的影响,探究焊接工艺和材料对转向架结构疲劳性能的影响规律。

3. 结果与讨论通过分析209P型转向架焊接构架结构的有限元模型,得到了在不同载荷工况下的应力和应变分布情况。

结果显示,焊缝和焊接接头处的应力和应变集中区域明显,成为结构疲劳破坏的薄弱环节。

通过预测和评估焊接构架结构的疲劳寿命,发现其寿命与焊接工艺和材料密切相关。

不同的焊接工艺参数和材料选择会导致焊接构架结构的疲劳寿命有显著差异。

4. 结论本研究通过有限元分析方法研究了209P型转向架焊接构架结构的疲劳性能。

结果表明,焊接构架结构在工作循环载荷下存在应力和应变的集中问题,容易发生疲劳破坏。

焊接工艺和材料选择对转向架结构的疲劳寿命具有重要影响。

因此,在实际应用中,应优化焊接工艺参数和选择合适的焊接材料,提高焊接构架结构的寿命和稳定性。

该研究为进一步改进和优化209P型转向架焊接构架结构提供了理论依据,也对其他型号的转向架的设计和维修具有一定参考价值。

基于实测载荷的转向架构架疲劳试验载荷谱

基于实测载荷的转向架构架疲劳试验载荷谱

•引言•实测载荷数据处理•转向架构架疲劳试验载荷谱建立目•疲劳试验载荷谱分析•结论与展望录研究目的和意义回顾现有研究在实测载荷下进行转向架构架疲劳试验方面的研究现状。

提出当前研究中存在的问题和不足。

介绍转向架构架在轨道交通领域的应用和重要性。

详细描述本研究的研究方法和实施流程。

介绍数据采集和处理方法,包括载荷数据的采集和处理、信号处理等。

阐述基于实测载荷的转向架构架疲劳试验的实现方法和具体操作流程。

采集位置在列车运行过程中,每隔一段时间或按照特定的行驶模式进行数据采集。

采集时间数据存储实测载荷数据采集数据清洗数据转换数据归纳030201实测载荷数据处理方法趋势分析疲劳试验载荷谱制定特征提取数据处理结果03利用有限元分析方法01基于实测载荷数据02理论计算与实测数据结合建立方法数据采集和处理载荷时间历程载荷统计和处理建立载荷谱建立过程确定载荷边界条件验证试验有效性载荷谱结果平均应力交变应力最大应力载荷谱特征分析局部应力集中找出应力集中的部位,这些部位可能存在应力腐蚀或疲劳裂纹萌生的风险。

高应力区域识别承受高应力的关键部位,这些区域可能对构架的疲劳寿命产生较大影响。

关键连接部位分析连接部位的受力情况,确保这些部位在运行过程中保持稳定和可靠。

关键部位识别基于实测载荷的预测利用实测载荷数据,通过疲劳寿命预测模型估算构架的疲劳寿命。

基于应力-寿命曲线利用已知的应力-寿命曲线,根据分析得到的应力水平评估构架的疲劳寿命。

考虑多种影响因素考虑其他影响因素如材料性能、制造工艺、运行环境等对构架疲劳寿命的影响。

疲劳寿命预测数据分析疲劳试验设计实测载荷数据的获取研究结论研究不足与展望数据处理方法01试验条件02载荷谱适用性031 2 3转向架构架的疲劳寿命预测车辆运行安全性评估新型转向架构架研发工程应用前景。

高性能转向架用钢的疲劳寿命预测模型研究

高性能转向架用钢的疲劳寿命预测模型研究

高性能转向架用钢的疲劳寿命预测模型研究在现代工程领域,高性能转向架起着关键的作用,其安全和可靠性对车辆的操控性能和乘坐舒适性至关重要。

然而,在长期使用过程中,高性能转向架用钢很容易因为疲劳引起失效,给车辆安全带来潜在风险。

针对这一问题,研究人员提出了高性能转向架用钢的疲劳寿命预测模型。

该模型基于大量的试验数据和工程经验,利用统计学和数学建模方法来预测转向架用钢的疲劳寿命。

首先,为了建立预测模型,研究人员采集了大量的实际使用数据,包括转向架用钢的应力应变状态、载荷频次、材料性能等。

通过对这些数据进行分析和处理,识别出与疲劳失效相关的关键因素。

其次,研究人员利用统计学方法对数据进行回归分析,建立起转向架用钢的疲劳寿命与关键因素之间的数学模型。

这些关键因素可以包括应力水平、应变幅值、载荷频次等。

通过不断优化模型参数,使其能够较精确地预测转向架用钢的疲劳寿命。

同时,为了验证模型的准确性,研究人员设计了一系列的对比试验。

在这些试验中,他们分别对不同材料、不同工况下的转向架用钢进行了疲劳测试,并将实验结果与预测模型的结果进行比较。

通过对比和分析,他们验证了预测模型的准确性和可靠性。

最后,为了进一步提高模型的预测能力,研究人员还结合有限元分析方法,对转向架用钢的应力应变分布进行了优化。

通过对转向架结构的改进,减小了应力集中和疲劳损伤,从而延长了转向架用钢的疲劳寿命。

总结起来,高性能转向架用钢的疲劳寿命预测模型是基于大量的试验数据和工程经验建立的。

通过统计学和数学建模方法,该模型能够准确地预测转向架用钢在不同工况下的疲劳寿命。

此外,通过对转向架结构的优化设计,还能够进一步延长转向架用钢的使用寿命。

这一研究成果具有重要的工程应用意义。

在汽车和交通领域,高性能转向架用钢的疲劳失效是一个严峻的问题,可能会导致严重的安全事故。

通过建立疲劳寿命预测模型,可及早预测转向架用钢的寿命,提前采取相应的维修和更换措施,从而保证车辆的安全和可靠性。

基于载荷谱提升转向架构架疲劳可靠性研究

基于载荷谱提升转向架构架疲劳可靠性研究
第 卷第 !" # 年 #$"% #
期月
铁!!道!!学!!报
&'()*+, '-./01/2*+ )+2,3+45'120.4
6789!" *79# -:;<=><?!#$"%
文章编号"$$"A@CD$#$"%$#A$$#CA$@
基于载荷谱提升转向架构架疲劳可靠性研究
王斌杰孙守光李!强唐!琦
北京交通大学机械与电子控制工程学院北京!"$$$!!
摘!要铁路客车转向架构架在服役过程中首先在横侧梁连接区域发生疲劳裂纹经多次局部补强构架仍
存在疲劳可靠性不足的状况这一现象表明真实运用载荷未能成为构架设计的输入条件构架设计时所用抗
疲劳设计规范中的载荷规定尚不能完全针对目前车辆的真实运用环境有必要开展实际运用环境下的构架载荷
#!
铁!!道!!学!!报
第!"卷
程的过程中$在横侧梁连接部发现疲劳裂纹%对该区 载荷条件的基础上$对构架结构进行全局改进优化$系
3+*PENIGN:5(*5Q7=J=>IJ,2RN>IJ.+*P RN
5MQ7787ST:MQ>INM>808:MK<7INM>IL17IK<780IJNI::<NIJE:NGNIJ&N>7K7IJ(INU:<ONK?E:NGNIJ"$$$!!1QNI>
?;)/*$+/V=<NIJKQ:O:<UNM:8NS:7SKQ:OW::LNIM<:>O:LW>OO:IJ:<M><;7JN:OKQ:M7II:MKNIJW><K7SKQ:M<7OO >ILONL:;:>XOH7=8LJ:I:<>K:S>KNJ=:M<>MYOSN<OKZV:OWNK:<:W:>K:L87M>8<:NIS7<M:X:IKONIO=SSNMN:IK<:8N>;N8NA K?7S;7JN:S<>X:OKN88<:X>NIOZ.QNOL:X7IOK<>K:OKQ>KKQ:>MK=>87W:<>KN7I87>LO><:I7KKQ:NIW=KM7ILNKN7I7S ;7JN:L:ONJI>ILKQ:87>LOK>IL><LO7S;7JN:S<>X:OW:MNSN:L;?KQ:>IKNAS>KNJ=:L:ONJIOW:MNSNM>KN7IOM>II7K S=88?M7U:<KQ:>MK=>87W:<>KN7I:IUN<7IX:IK7SKQ:M=<<:IKU:QNM8:OZ.Q:<:S7<:NKNOI:M:OO><?K7OK=L?KQ:;7A JN:87>LO=IL:<KQ:>MK=>87W:<>KN7I:IUN<7IX:IKK7NXW<7U:KQ:S>KNJ=:<:8N>;N8NK?7S;7JN:S<>X:K7:IO=<:7W:<A >KN7IO>S:K?Z2IKQNOW>W:<>QNJQAW<:MNON7IK:OKS<>X:H>OM>8N;<>K:LK7:OK>;8NOQKQ:S>KNJ=:L>X>J:K<>IOS:< <:8>KN7IOQNW;:KH::IKQ:S<>X:87>LO?OK:XO>ILKQ:S>KNJ=:M7IK<78W><KOZ.Q:K:OKS<>X:H>ONIOK>88:LNI>I 7W:<>KNIJK<>NI>IL X=8KNW8:<7=ILAK<NWK<>MYNIJK:OKOH:<:M7IL=MK:L7IKQ:K<>MY8NI:OHQ:<:M<>MYO7MM=<<:L S<:[=:IK8?K77;K>NIKQ:87>LAKNX:QNOK7<?>ILL?I>XNMOK<:OO7SKQ:S>KNJ=:M7IK<78W><KO7SKQ:S<>X:Z+SK:< KQ>KKQ:87>LOW:MK<=X H>O:OK>;8NOQ:LK7NXW<7U:KQ:<:8N>;N8NK?7S;7JN:S<>X:ZE:ONL:OKQ:OK<:OO7SKQ: S<>X:S>KNJ=:M7IK<78W><KO:\K<>MK:LS<7XKQ:87>LOW:MK<=X H>O>8O7L:M<:>O:L;?KQ:>WW8NM>KN7I>ILM7IKNI=A 7=O8?7WKNXN]>KN7I7S<:NIS7<MNIJOK<=MK=<:K7M7XW8:K:KQ:;7JN:S<>X:OK<=MK=<:7WKNXN]>KN7IZ+K8>OKKQ:<:A O=8KO7SKQ:K<>MYK:OKOQ7HKQ>KKQ:<:8N>;N8NK?7SKQ:;7JN:S<>X:NONXW<7U:LO?OK:X>KNM>88?Z @(<A-*5)S>KNJ=:<:8N>;N8NK?S<>X:87>LOW:MK<=XL>X>J:

动车转向架构架疲劳强度分析

动车转向架构架疲劳强度分析

动车转向架构架疲劳强度分析摘要:随着动车工程的不断进步与发展,研究动车转向架构架疲劳强度极为关键。

本文首先对相关内容做了概述,分析了构架结构和制造过程中的相关工艺,在探讨质量控制模式构建的基础上,结合相关实践经验,分别从构架制作等多个角度与方面就构架制作工艺运用遇到的难点和解决办法做了深入研究,望对相关工作的开展有所裨益。

关键词:动车转向架;构架;疲劳强度;分析1前言随着动车转向架应用条件的不断变化,对其构架疲劳强度分析提出了新的要求,因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨,以期用以指导相关工作的开展与实践,并取得理想效果。

基于此,本文从介绍架构制造相关内容着手本课题的研究。

2构架结构和制造过程中的相关工艺探究2.1以地铁车辆为代表的“结合型”构架2.1.1结构特点(1)H型结构,横梁和侧梁大件组合。

(2)侧梁为U型结构。

(3)轴箱弹簧座为8处阶梯平面结构,通过一系橡胶弹簧与轮对轴箱组成联接。

(4)横梁结构复杂,连接转向架其他系统。

2.1.2工艺特点结合对地铁车辆结构特点的分析,可以进一步归纳出其工艺特点,分为三个部分:一是工序具有一定的分散性。

针对较为关键的位置还需要对其进行整体加工;二是要实施“一面两销”定位统一工艺基准;三是对三坐标进行全尺寸检测。

2.1.3工艺流程首先,需要做的就是实施一次划线;其次,进行正反实施精加工;然后对其他相关一系列的工序进行有效实施;最后,才能实施全尺寸检测。

2.2以动车组为代表的“转臂式”构架2.2.1结构特点对转臂式构架进行分析,其结构特点主要以动车组为代表进行探究,进一步提出该结构特点分为四个部分:一是H型结构组成的大件是由横梁和侧梁组成;二是侧梁属于U型结构;三是使用转臂式轴箱体以及轴箱弹簧将其架构和轮进行连接;四是横梁在结构上具有复杂性它不仅是转向架实施牵引的骨架,同时,也在一定程度上是驱动装置的骨架。

2.2.2工艺特点(1)工序分散,关键部位整体加工。

PW200转向架的疲劳可靠性分析

PW200转向架的疲劳可靠性分析

PW200转向架的疲劳可靠性分析
杨冰;赵永翔
【期刊名称】《中国机械工程》
【年(卷),期】2005(016)013
【摘要】以PW200铁路客车转向架为研究对象,在获得包括长寿命范围在内的结构概率疲劳S-N曲线的基础上,对转向架的关键部位进行了疲劳可靠性分析.应用已有的PW200转向架线路实测应力谱,结合Miner准则,得到了各部位在任意给定可靠度和置信度下的使用寿命.同时,也获得了95%置信度和不同设计寿命下各部位的可靠度.确定了转向架的薄弱部位,提出了改进意见.
【总页数】5页(P1193-1197)
【作者】杨冰;赵永翔
【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都,610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】O346.2;U270.12
【相关文献】
1.高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性分析 [J], 梁红琴;蔡慧;赵永翔;刘肃云
2.用虚拟疲劳样机技术分析转8A型转向架侧架的疲劳寿命 [J], 孟广伟;王成国;刘敬辉;原亮明
3.基于载荷谱的转向架焊接构架疲劳可靠性分析 [J], 辛俊胜;商跃进;薛海;杨朋朋;张洁娟
4.用全尺寸疲劳试验进行铁路转向架疲劳设计评估 [J], Jung-Won Seo;阎锋
5.PW200转向架的概率疲劳强度 [J], 杨冰;赵永翔;邬平波;曾京;黄诗尧
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

209系列转向架结构补强及结构疲劳评估研究的开题报告

209系列转向架结构补强及结构疲劳评估研究的开题报告

209系列转向架结构补强及结构疲劳评估研究的开题报告一、选题背景和意义209系列是中国铁路局大力推进的高速列车系列之一,具有运行速度快、能耗低、运营效率高等优势,被广泛应用于各地高铁线路。

然而,随着运营时间的延长,209系列轮对转向架的结构疲劳问题日益凸显,严重影响了列车的安全运行和使用寿命。

因此,对209系列转向架结构进行补强和疲劳评估研究,具有重要的现实意义和工程价值。

本研究旨在通过对转向架结构进行分析和计算,对209系列列车的转向架结构进行优化设计和疲劳评估,提高车辆的安全性能和使用寿命,为我国高速铁路运输事业的发展做出贡献。

二、研究内容和方法本研究主要分为两部分:209系列转向架结构补强设计和结构疲劳评估。

1. 转向架结构补强设计通过对209系列转向架原有结构的分析和比较,结合运行状态和负载条件的实际情况,选定合适的结构补强方案。

具体包括以下步骤:(1)建立转向架的有限元模型,并对模型进行验算,验证模型的准确性和可靠性;(2)分析转向架的结构强度和刚度,确定需要补强的部位和方式;(3)优化设计转向架结构,使其满足运行条件和负载要求。

2. 结构疲劳评估对转向架结构进行疲劳评估,评估其在长期运行中可能存在的结构疲劳问题,具体包括以下步骤:(1)采集列车运行数据,分析列车的运行状态和载荷情况;(2)通过有限元分析软件计算转向架结构的应力、应变和振动等参数;(3)应用疲劳分析理论和方法,对转向架结构的疲劳性能进行评估和分析,确定结构的疲劳寿命和安全系数;(4)优化转向架结构,以提高其疲劳寿命和安全性能。

三、预期成果和意义通过对209系列转向架结构的补强和疲劳评估,可以达到以下预期成果:1. 优化209系列列车的结构设计,提高其安全性能和使用寿命。

2. 实现对列车的动态监测和预测,在运营过程中发现和解决结构疲劳问题。

3. 推广应用研究成果,提高我国高速铁路车辆的安全性和运行效率。

本研究的成果对于完善我国高速铁路技术体系,提高运输效率和质量,具有重要的意义和引导作用。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

试验研究铁道车辆第57卷第3期2019年3月文章编号!002-7602 (2019) 03-0007-04基于统计推断的转向架构架疲劳可靠性研究李丛珊,王文静(北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044)摘要:介绍了一种基于统计推断进行结构疲劳可靠性评估的方法。

以某型高速列车动车转向架构架为例,采用该方法得到了构架的扩展应力谱,分析了其疲劳寿命。

关键词:转向架构架&充计推断;威布尔分布&广展应力谱;可靠性中图分类号:U270.331+.8文献标志码:B目前高速列车转向架构架可靠性评估最直接的方 法是通过线路 测试获得其在真实 件下的应力-时间历程,但实测应力数据无法全面反映构架的应 力 特征, 用统计的方法对母体特征进行 ,从而进行 可靠性评估。

本文选用三参数 对高速列车动车转向架构架的实测应力谱进行 ,以线性相关系数 I 数作为优化算法,通过 确定 的3个参数。

利用超 10# 得到应力范围最大,联 ,按照循环次数与运行里程的:关系,将实测谱扩展得到总运行里程1500万k m的扩 展应力谱。

参照M iner法则、IIW标准计算构架的损伤和疲劳寿命。

收稿日期%018-03-02;修订日期:2018-06-13作者简介:李丛珊(1993-),女,硕士研究生。

1应力分布特征的确定威布尔分布在寿命试验数据处理方面应用广泛,通过 发现,转向架的和应力均刖布(1)。

若随 量^三参数 ,率度函数为:f(x)=9&90)超值累积分布函数为%P(9) =exp—9 $90 )1)()式中9-—特征参数;;形状参数;9---位置参数。

对式(2)两端同时取两次对数,变形后满足一元线3.2实测结果实测波形见图5(图中的局部放电值为67pC,测 试结果为不合格)。

由于显示设置的原因,图5中的相 位与习惯的相位相差90°。

图5实测波形通过实际应用发现,约2W的局部放电超标产品是由于动车组高压电缆附件的绝缘部件存在气泡或杂 质造成的。

由此可 ,压电缆;放检测技术能够有效检测 缺陷,降 的高压绝缘故障隐患。

参考文献:[1]杨斯泐,郭晨曦.动车组电压互感器现场局部放电测试技术研究[J].铁道机车车辆,2015, 35(4)75-78.[]王保民.动车组高压电缆需要局部放电测试[J].电气应用,2017, 36(12)18.[]刘社亮.动车组高压电缆局部放电成因分析和检测研究[D].兰 州:兰州交通大学,2013.[]余娇.CRH380B L动车组生产现场局部放电试验方法[].科技视 界,2015(11): 71-79.[]尹叶红,王永超,张永波.动车组高压电缆局部放电试验的研究与应用[].铁道车辆,2013, 51(4)11-14.(编辑:李萍)• 7•铁道车辆第57卷第3期2019年3月性关系,可采用一元线性回归法进行分布拟合检验,构 造相关系数r%'(X,一又)(?,一?)r =i= 1(3 )」'(X i—x y'(.Y i—Y)2其中%一-I nX = — •^]l n(x i —X。

)n f=i⑷Y = 1 •'ln[—lnP(x)]n&5)用相关系数r作为目标函数,所求得的X。

能够使IH最大,即d r/9。

= 0,相当于%dr2/ cX:0 =0&6)此时足和兄相关程度最高,对式(6)化简并采用 数值法求解。

对任意0<S i<S2<min{:c,},式(6)在区 间[0,min{:r j]为单峰函数,采用割线法[1]迭代求解得 到心,将心代人公式(6)求得其他参数值。

#应力范围最大值推断与扩展应力谱编制在编制应力谱(本文采用16级应力谱)时,应力范 围中应该覆盖车辆运行全寿命周期内可能出现的最大 值,理论上认为在106次循环中包含很少发生的最严重情况在内的全部载荷,即在106次循环中最大载荷出现一次(]。

线路跟踪试验所获得的实测数据为有限 样本,因此需要根据样本数据推断应力范围最大值。

根据上述理论,认为推断最大值的概率为106,利用超 越概率106反解威布尔分布的超值累积分布函数即可 得到该测点的推测最大值(]。

最大应力范围计算如式 &)%Z#m-Y =工0 ((工-—工0)•槡—InP(7)式中 P = 10一6。

目前高速列车设计运行里程为1 500万km,按照 应力循环次数与运行里程的正比关系,计算得到运行 里程1 500万k m的总应力循环次数,对推断最大应力范围值按照等组距原则进行重新分组并编谱,联合 概率分布推断落人每一级应力范围的频数。

已知应力循环次数与运行里程成正比关系,得到 扩展谱的总应力循环次数为%7 =n,*(8)式中%---实际循环次数-A—实际测试里程,km-7—零件发生破坏时总的循环次数;L—零件发生破环时总的运行里程,取1500•F•km。

按应力范围最大值重新分组后,某一应力循环落人第z级应力范围的概率为%■^i m a x^i m i np1 =F(x i m- )—F(x i m i n)=| f(x)U x—| f(x')U x90x0(9)式中Ximax—第i级谱应力上限i=1,2,3, (16)Xm n—第i级谱应力下限。

则扩展应力谱第i级应力循环的频数为%7, =p, • 7(10) '基于统计推断的结构疲劳寿命预测基于推断所得的1 500万k m扩展应力谱,采用 M iner法则和IIW标准对结构进行疲劳寿命评估。

针 对钢结构,+W标准规定用应力范围#T(#T=ffm a x—I n)作为参量对焊接结构进行寿命计算,在循环次数7=107拐点之前取m=3,之后取m=22(]。

每级应力谱产生的疲劳损伤计算公式如下%n($a(—1))’n一匸17i I n(#$a(—1)-C2(7< 107)(7> 107)11'式中:Ar,a(—1)第i级等效对称循环应力范围;n—第i级应力循环次数;/1/2---S7 曲线参数,/1=3,/2=22;C^C"——^7曲线参数,根据焊接接头疲劳等级确定。

根据M iner法则,多级应力水平下的总损伤等于各级损伤线性叠加之和,即结构总损伤为%E ='竞a")4构架疲劳寿命计算某型高速列车转向架构架为典型的箱形梁H型 构架。

将构架分为横侧梁连接区、电机吊座区、制动吊 座区等9个区域,并选择每个区域中应力水平最高的测点作为典型测点进行扩展应力谱编制和寿命计算。

测点布置见图1。

采用随机取样原则选取哈大线沈阳南一鞍山西区 间的构架线路动应力实测数据,区间测试里程80 km,最高运行速度300 km/h。

各典型测点应力谱的威布尔分布拟合结果见表1,推断最大应力范围值见表2。

以测点9(定位座与侧 梁下盖板连接焊缝位置)为例,该测点的威布尔分布拟 合曲线和1 500万k m扩展应力谱分别见图2和表3。

基于统计推断的转向架构架疲劳可靠性研究李丛珊,王文静图1测点布置图表2典型测点威布尔分布推断最大应力范围值MPa 测实测最 [最1164184220. 5244328.02844164194517.51946254294 7213234 &2042649418494表1威布尔分布拟合及检验结果测参数r检验统计量工09-r r-(a=0.05) 114820.852 2.3780.994 070497 321416149534350.994 620497 330481142734920.983 830497 341406047524330.935 270497 350442146724760.995 290497 361465 1.51934020.994 330497 371403148824360.991240497 380.919144824670.990 860497 391404244854920.993 130497 3各典型测点的损伤值和疲劳寿命见表5,各典型 测点的 &其中测点9是构架的 薄弱部位,最短。

的是,表4中的 :是基于哈 某区间的线路力测试数据,路条件、运营工况、速度、车轮状态等的变化均会表3测点9的1 500万km扩展应力谱数力 $MPa频1 3.6163.79X1092 6.2631 62X10938.9116.87X108411.5582. 91X108514.206123X108616.8535. 19X1077194012. 19X1078224489.23X106924.7963.89X1061027.4431 64X1061130. 0916.86X10512324>382. 90X1051335. 3861 19X1051438. 0334. 62X1041540. 6811 98X1041643. 3286. 60X103表4型测测 1 500 km对的$km10. 05228 63520. 03938 96130. 04732 26940. 01787 27950. 01212>51360. 05228 97370. 07918 99980. 09515 85690. 227 6 594对构架寿命产生影响,因此更准确的疲劳寿命预测需根据 力 数据获得。

设计制造铁道车辆第57卷第3期2019年3月文章编号!002-7602 (2019) 03-0010-04动车组侧顶不平度超差控制颉照,王喜君,闫石磊!中车唐山机车车辆有限公司,河北唐山063035)摘要:侧顶不平度超差是影响动车组碳钢车体外观质量的控制重点与难点,该问题一直未能得到有效的解决%文章通过对车顶部件的所有工位进行分析,找到了侧顶不平度严重超差的根本原因,并提出了改进工艺方案,解决了碳钢车体侧顶不平度超差的问题%关键词:动车组;碳钢车体;不平度;超差;工艺方案中图分类号:U270.32 文献标志码:B在客户导向思维的推动下,中车唐山机车车辆有 限公司牵头研发设计了 160km/h动力集中型:组 新产品(车体为碳钢车体'在车体制造过程中,对侧 -度的控制是重点与难点,这也是其他车型的共性问题。

侧顶不-度的要求为不大于2mm/m,但从 往各批 批量的测量数据 ,侧顶不-度超差80%,有时甚至超过90%,且不-度最大值 达12mm/m。

为解决该问题,本文将对整个部件流水 线上的所有工位进行 ,以找到侧 -度超差的原因,并提出改进方案,以期能为160km/h动力集中 型 的生产提供技术支持。

1工艺试验由于车顶长度超过20 m,如果对所有点都进行测 量,工作量将特别大,测量范围太广,没有针对性,不利 于找到侧 -度超差的原因,为此本次试验在结合往大批测量数据的基础上,对测量点做 化收稿日期%017-12-08 ;修订日期:2019-01-07作者简介:颉照(1990-),男,工程师。

相关文档
最新文档