地铁车辆车体动应力谱外推及寿命评估

针对地铁车辆车体动应力测试样本数据不足以全面评估全寿命服役周期下应力特征的问题，以某地铁车辆为例开展了车体动应力谱外推及寿命评估方法研究。首先，获取服役地铁车辆车体枕梁位置实测应力时程，结合参数估计、核密度估计方法开展动应力谱外推研究；然后，综合2种方法的局限性，提出了分段拟合函数表征的应力谱外推方法，基于拟合得到的应力分布规律外推获得了等效应力幅值谱；最后，评估得到了车体枕梁关键部位的疲劳寿命。结果表明：基于分段应力概率密度函数表征的载荷谱外推方法考虑了列车全寿命周期服役下的载荷极值影响，弥补了单一参数估计拟合误差较大以及核密度估计拟合依赖样本值的不足。     

地铁车辆转向架构架的疲劳寿命及可靠性研究

基于载荷谱对地铁车辆转向架构架进行了寿命预测及可靠性评价,建立了疲劳强度可靠性模型并进行了试验验证,结果表明该模型可用于预测不同服役寿命下构架焊缝结构的可靠度。     

基于双参数雨流法的地铁车辆转向架构架寿命评估

采用双参数雨流法对在线实测的地铁车辆转向架构架载荷时间历程进行计数统计,分离出完整的应力循环和半循环,表征了构架服役过程的随机载荷谱块。根据名义应力法理论及miner疲劳损伤累积理论,估算出了地铁车辆转向架构架的疲劳寿命。分析结果表明,测点处的寿命为13.4年左右。     

城轨车辆结构服役寿命评估体系研究

目前国内已有多个城市运营的城轨车辆到达设计半寿命期或第二次大修期，甚至部分批次列车已接近30年设计寿命，相关运营公司对处于寿命中后期的车辆能否安全运营、能否延寿及如何延寿等问题格外关注，因此，开展系统性、综合性的城轨车辆结构服役寿命评估体系研究势在必行。通过对国内主要城轨运营公司需求调研，以及对国内外轨道车辆寿命评估技术研究，结合无损检测、理化分析、有限元分析、台架试验、线路试验、疲劳强度及断裂力学等学科，以及北京、广州、上海、天津等多个城轨车辆服役寿命评估项目工程经验，形成了全面、系统的城轨车辆结构服役寿命评估体系框架及流程，为后续开展城轨车辆结构服役寿命评估提供了借鉴和指导，并为形成科学完整的城轨车辆结构服役寿命评估标准奠定了基础。     

城轨车辆长期服役过程中关键部件疲劳寿命性能研究

为了研究城轨地铁车辆长期大负载运行对关键部件疲劳寿命的影响，文章跟踪测试了实际服役状态下某地铁车辆转向架、车体关键部位的动应力，获得了动应力幅值与列车载重变化的关系，并依据Miner线性疲劳累计损伤法则计算了各测点的每日等效应力。结果表明，车体和转向架关键部位的应力幅值与列车载重具有强关联性，构架纵梁与横梁连接焊缝和牵引拉杆座焊缝的等效应力最大值超过70 MPa,构架空气弹簧座焊缝和一系弹簧座焊缝的等效应力维持在较高水平。     

多环境腐蚀作用下钢筋混凝土梁疲劳损伤模型

地铁、轻轨等城市轨道交通混凝土结构常处在杂散电流、氯离子与疲劳荷载共同作用下服役。针对这种典型服役条件下钢筋混凝土疲劳损伤行为,开展了30V杂散电流与3.5%氯离子多环境腐蚀作用下钢筋混凝土梁四点弯曲疲劳试验研究。基于弯曲疲劳模量退化,建立用于这种典型服役条件下钢筋混凝土梁的非线性疲劳寿命预测和疲劳累积损伤模型。研究结果表明:杂散电流和氯离子多环境腐蚀对钢筋混凝土梁疲劳损伤影响显著,且疲劳荷载越大影响越大。损伤过程分初始损伤、累积损伤和失效破坏等3个阶段,破坏时无征兆。本文所建立的非线性疲劳损伤模型可描述这一损伤演化趋势,预测结果与实测值吻合较好。     

城市列车服役寿命评估

介绍了评估城市列车服役寿命和延长服役寿命的方法,以及风险评估的可靠性和随机方法。     

基于蒙特卡罗法的轨道交通建设用混凝土受冻服役寿命分析

为对不同地区轨道交通混凝土受冻服役寿命进行预测,并揭示主要材料参数的影响规律,以冻融试验模型为基础,结合对气象数据的分析,建立了室内冻融与自然冻融间的关系。考虑材料参数变化的随机性,采用蒙特卡罗法,分析了水胶比、含气量和粉煤灰掺量等主要参数对轨道交通混凝土受冻服役寿命的影响规律。结果表明:水胶比越大,受冻服役寿命越短,且影响明显;参数在合理范围内时,含气量增大,受冻服役寿命提高;粉煤灰掺量的增大使受冻服役寿命有所提高。     

基于可靠度的预应力混凝土梁桥耐久性寿命预测

依据混凝土保护层碳化寿命准则和钢筋锈胀开裂寿命准则,建立了预应力混凝土梁桥耐久性寿命计算模型,并采用计算时变可靠度指标的方法,研究了处在一般大气环境下一预应力混凝土梁桥的耐久性寿命。计算结果表明:该桥主梁在桥梁服役28年后达到其混凝土保护层碳化寿命,混凝土保护层碳化寿命的可靠指标在桥梁服役初期下降较快,后期下降较慢;在桥梁服役96年后达到钢筋锈胀开裂寿命,说明在一般大气环境中的预应力混凝土梁桥,若混凝土强度较高且只考虑混凝土碳化引起桥梁抗力衰减时,可不考虑钢筋锈蚀对桥梁承载能力的影响。     

宁波轨道交通工程混凝土耐久性设计

本文从宁波地铁1号线二期工程混凝土服役环境和结构特点出发,研究并提出了地铁1号线二期工程混凝土结构耐久性策略和实施方案.针对地铁混凝土配合比常见问题,提出了混凝土的合理参数及评价手段.考虑了地下结构因渗漏而导致混凝土干湿交替的影响,预测了本工程典型混凝土结构表面允许的最大氯离子浓度,并以此为基础对地铁1号线二期混凝土施工提出了合理化建议.     

城轨车辆铝合金车体结构服役寿命评估方法

介绍了城轨车辆铝合金车体结构服役寿命评估方法的编制背景及内容。     

软土地层地铁盾构隧道结构病害数值模拟及分析

地铁盾构隧道在服役过程中,其衬砌结构表面难以避免地存在不同严重程度的结构病害,如裂缝和渗漏水.为了能够客观地评定结构病害的严重程度,迫切需要研究结构病害主要参数与结构服役性能之间的力学关系.以地铁盾构隧道衬砌结构表面的裂缝和渗漏水病害为研究对象,基于地层结构法,采用接头弱化的盾构隧道三维实体有限元模型,建立可以同时模拟...     

地铁车辆寿命周期成本计算模型及实例

地铁车辆寿命周期成本费用正日益得到地铁车辆制造商和业主的重视。介绍了寿命周期成本的分析过程及其计算模型,并在此基础上通过典型示例计算并图示了地铁车辆寿命周期成本的变动趋势。     

城市轨道交通连续冲击负荷对主变压器热寿命影响研究

主变压器作为连接主网与城市轨道交通电网的关键电力设备，其安全稳定运行具有重要意义。但由于地铁负荷的冲击特性不同于一般电网的电力负荷，对主变压器的热寿命损失影响更复杂。为分析地铁冲击负荷对主变压器热寿命损失的变化，本文根据地铁冲击负荷时变性，对实测地铁冲击负荷波形分解及特征提取，设置多类模拟场景，验证热传递微分方程法在地铁冲击场景中的适用性，并总结多场景下地铁负荷对变压器的影响，确定地铁主变压器的寿命损失。分析结果表明：热传递微分方程法可作为地铁冲击负荷场景的计算方法，且相比于常规电力负荷，地铁冲击负荷作用下的主变压器寿命损失更严重，对地铁场景下的主变压器需提前开展寿命预测与设备管理。     

地铁车辆车轮寿命分析

介绍了影响地铁车辆车轮寿命的主要因素,对广州地铁车辆车轮的使用寿命做了测算,并分析了其运用现状,提出了提高广州地铁车辆轮对寿命的措施。     

上海地铁车辆轴箱轴承故障分析及预防措施

对上海地铁车辆轴箱轴承故障及故障类型进行统计分析，分析车辆轴箱轴承的受力状态，以两种不同的计算方法对轴箱轴承寿命进行校核，并根据寿命校核结果，提出了A型地铁车辆轴箱轴承尺寸选型建议；同时，针对上海地铁车辆轴箱轴承故障介绍预防检测措施。     

地铁转向架构架运用载荷与疲劳损伤特征研究

地铁转向架构架在未达到服役寿命时,频繁出现疲劳裂纹,导致其疲劳可靠性不足。表明在一定程度上,构架采用的疲劳可靠性设计规范未能覆盖真实运营环境,有必要开展实际运营条件下的构架载荷、损伤研究。通过线路测试采集构架动载荷与动应力信号,分析构架载荷动态特性和损伤状况。结果表明,构架载荷与线路条件及列车运行状态密切相关,列车启停、站前站后短曲线线路等导致构架承受幅值较大、频次较高的动态载荷;主体载荷能量在10 Hz以内,电机吊座载荷存在51 Hz能量;曲线线路造成的疲劳损伤普遍大于直线线路;载客量对构架损伤有一定影响。研究结果对掌握在不同运行和线路工况下的地铁转向架构架动态载荷特征和疲劳损伤特性,并开展满足运用安全的抗疲劳优化改进具有重要的工程意义。     

两种典型地铁受电弓关键部位疲劳失效评价与研究

地铁受电弓在服役条件下承受着复杂的交变应力作用，容易产生疲劳失效，因此有必要对受电弓部件进行疲劳寿命评价。文章通过对两种典型受电弓进行动态应力测试，得到ATO工况下应力时程曲线，实测结果发现当接触网导线高度突变时，某些测点的应力会出现相应的突变，然后回归小幅振荡。文章首先采用雨流计数法对应力时程数据进行循环计数统计，然后用Goodman模型考虑载荷谱中平均应力的影响，并结合材料的外推P-S-N曲线及Miner法则对受电弓部件进行寿命预测。结果显示，A型受电弓的上下臂杆连接部位以及B型受电弓的上框架部位疲劳寿命相对较短，应考虑构件结构改进以提高寿命。     

拉萨柳梧大桥吊杆疲劳寿命研究

工程实践证明,疲劳失效是吊杆破坏的主要形式。应用Palmgren-Miner线性累积损伤理论,阐述了吊杆疲劳所涉及的主要理论和分析方法,研究了拉萨柳梧大桥吊杆疲劳设计寿命,计算了吊杆的疲劳设计寿命,讨论了该桥吊杆服役一定时期后的疲劳剩余寿命预测方法。     

拉荷载作用下混凝土中氯离子传输及服役期评价

本文对拉荷载条件下铁路工程混凝土中的氯盐传输行为进行研究。采用可靠度模型对两种混凝土桩在拉荷载-氯盐侵蚀协同作用下的服役寿命进行预测,分析拉荷载对混凝土中氯盐传输的影响及其对混凝土服役寿命的影响。结果表明,两种混凝土桩的使用寿命均超过设计使用寿命。与不受力混凝土相比,施加30%拉应力后,混凝土在不同龄期内的氯离子扩散系数均稍有增大;外加拉应力在一定程度上加速了混凝土内的氯离子扩散,导致混凝土的服役寿命缩短。在进行铁路工程材料耐久性设计时,应重点关注受拉构件和构件受拉区的材料设计。