国外疲劳研究及应用领域的新发展

从疲劳寿命的理论计算和疲劳试验2个方面介绍了国外在疲劳研究和应用领域新发展的理论方法和技术手段。     

基于虚拟疲劳试验的城市轨道交通车辆空气弹簧寿命评估方法

以上海地铁某型空气弹簧胶囊为研究对象,提出了一种基于Abaqus+Simpack+Fe-safe虚拟联合仿真试验平台的复合橡胶材料疲劳寿命评估方法。通过该虚拟仿真模拟技术,实现了空气弹簧的疲劳寿命评估和损伤原因分析。本方法的研究对合理确定空气弹簧检修周期、节约维修成本具有一定意义,同时该方法对研究具备多物理场耦合特性的复杂橡胶零部件疲劳特性具有一定的参考价值。     

铁道车辆疲劳可靠性设计Goodman-Smith图的绘制与应用

研究铁道车辆疲劳可靠性设计Goodman-Smith图的绘制及其应用方法.提出基于中短与长寿命概率疲劳S-N曲线,确定任意可靠性水平的疲劳强度,以及计算疲劳可靠性设计Goodman-Smith图中转折点坐标的全概率方法.研究表明：以车轮旋转一周、疲劳主应力交变一次为基本循环特征,疲劳寿命用行驶里程表示,以万km为基本单位来绘制铁道车辆的疲劳可靠性设计Goodman-Smith图较为合理.当结构的设计寿命和循环特征与Goodman-Smith图存在差异时,引入换算系数进行修正;当结构部件的疲劳载荷模式与绘制Goodman-Smith图试样的试验载荷模式存在差异时,引入折算系数进行修正;当结构部件的结构形状与尺寸、表面质量、环境条件等可能与绘制Goodman-Smith图的试样存在差异时,引入相应修正系数进行修正;分别给出了上述3种修正系数的表达式.并以LZ50钢疲劳可靠性设计Goodman-Smith图的绘制、修正及其在铁道车辆车轴设计中的应用为例,验证了方法的可行性.     

使用构件和零件的实际疲劳特性进行车辆疲劳寿命预测

疲劳寿命计算是机械设计的重要步骤,而利用标称应力和可比构件或零件的实际疲劳特性这一疲劳分析方法是疲劳寿命计算的有效方法。本文详细地阐述其计算原理和具体步骤,并将此疲劳分析方法应用于货车车辆实际的疲劳计算中,验证了该方法具有很好的应用价值。     

42CrMo钢缺口疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展规律的研究

通过研究机车车辆零部件的常用钢种４２ＣｒＭｏ在不同应力比下三点弯曲缺口试件的疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展规律，确定了该钢的缺口根部最大应力范围Δσｍａｘ和疲劳裂纹萌生周次Ｎｉ的关系，疲劳裂纹萌生门槛值（Δσｍａｘ）ｔｈ及短裂纹扩展规律ｄａ／ｄＮ＝ｃσα＾ｎ．α；提出了一种估算缺口试件疲劳寿命的方法。     

40Cr钢超高周疲劳性能及疲劳断口分析

采用超声疲劳试验方法研究40Cr钢在105周次～1010周次范围内的疲劳性能,其载荷频率为20kHz。用扫描电子显微镜分析了疲劳断口形貌特征。结果表明,40Cr钢的S N曲线始终保持下降趋势,且随疲劳循环数的增加,在106周次处并没有传统意义上的水平段;107周次疲劳强度为443MPa,1010周次疲劳强度为235MPa,二者存在明显差别;超声疲劳断口的扫描电子显微分析结果表明,40Cr钢超声疲劳断口显微形貌与常规疲劳载荷下的疲劳断口形貌无明显差异,疲劳裂纹在光滑试样表面或近表面材料缺陷处萌生,扩展区断口显微形貌观察到明显的疲劳辉纹。     

基于刚柔耦合系统的关键零部件动应力仿真和疲劳寿命计算

应用刚柔耦合系统动力学方法，将铁道车辆关键零部件如客车转向架构架、货车转向架交叉杆组成等作为柔性体，通过模态综合方法融合在车辆多体动力学模型中，再通过车辆动力学仿真分析，获得关键部件上危险点的动应力。根据整个寿命周期内车辆不同运用工况的组合，获得相应危险点上的动应力谱，最后应用疲劳损伤准则，进行疲劳寿命计算。作为算例，应用该方法对配装转K6型转向架的交叉杆组成进行了疲劳寿命评估。     

基于虚拟样机技术的地铁车辆构架疲劳寿命仿真

在计算机的虚拟环境下，以计算机辅助设计(CAD)、有限元法(FEM)和多体系缝动力学分析(MBSDS)为手段，通过数值仿真计算，得到单位载荷作用下地铁车辆构架的应力应变分布。根据准静态叠加法．结合构架的载荷-时间历程和材料特性曲线．运用疲劳分析软件(FE-FATIGUE)预测构架的疲劳寿命．找出了构架的薄弱环节。     

铁道车辆制动盘材料的K指标分析

通过对制动盘的热疲劳分析和对几种典型制动盘材料反复试验表明，K指标能较好地的反映材料抗热疲劳性能优劣，可作为制动盘材料的选材依据。     

提高车辆铸钢件疲劳寿命估算精度的研究

研究表明，进行铸钢件寿命估算时，考虑铸造缺陷及疲劳缺口的双重影响是必要和合理的。当用修正Ｎｅｕｂｅｒ法对车辆铸钢件进行寿命评估时，宜采用疲劳强度综合影响系数Ｋ＝Ｋｌ．Ｋｌ（Ｋｌ为铸造缺陷系数，Ｋｌ为疲劳缺口系数），对Ｋｆ建议采和随名义应力变化的公式计算。