机车抱轴箱随机应力谱下的疲劳寿命预估研究

针对机车铸钢抱轴箱在运行中产生疲劳裂纹的现象，笔者对机务段检修和返厂检修的抱轴箱进行了调研，认为裂纹长度服从正态分布。对抱轴箱及其改进结构进行了有限元分析，其应力最大部位与发生裂纹部位一致。通过动应力实测获取抱轴箱危险部位的应力谱，用局部应力一应变法结合断裂力学方法估算了抱轴箱的疲劳总寿命，并与名义应力法计算结果进行了比较。结果表明，2种方法所得的疲劳总寿命基本是一致的，用局部应力-应变法计算机车抱轴箱裂纹萌生寿命是一种合理的方法，而大的铸造缺陷是抱轴箱产生裂纹的最主要原因。最后采用统计方法得到了裂纹扩展破坏的累积失效概率函数。     

机车抱轴箱疲劳裂纹扩展寿命的可靠性研究

在实测应力谱的基础上,按照断裂力学方法计算了抱轴箱裂纹扩展寿命,并建立其可靠性分析模型。依据可靠性理论,采用蒙特卡罗方法,分析了机车运行不同公里数所对应的抱轴箱破坏概率。可以看出文中计算得出的抱轴箱裂纹扩展寿命与可靠性分析结果是对应的,此结果可作为控制抱轴箱质量和预测寿命的依据。     

SS7机车抱轴箱体裂纹研究

介绍抱轴箱体的结构特征和运行情况。利用有限元法对SS7型电力机车抱轴箱体3种结构的静强度做对比分析,证实了局部几何性应力集中对过早裂损的影响;利用电镜扫描技术对裂纹进行分析,结果表明抱轴箱体的裂纹断口特征相近,裂纹性质属于多源性低周疲劳裂纹,铸件中的夹杂、气孔等内部缺陷是导致过早裂损的主要原因。     

基于线路条件的HXD1C型机车转向架抱轴箱轴承寿命研究

文章对HXD1C型机车转向架驱动装置和抱轴箱轴承结构进行了介绍,通过实际线路试验,采集不同线路条件下的抱轴箱轴承位置振动加速度数据,并基于采集的数据,对抱轴箱轴承寿命进行计算和对比研究。     

局部应力—应变法在铸钢侧架,摇枕寿命估算中的应用与研究

根据四方车辆研究所实测的ＳＡ８级程序载荷谱，用局部应力－应变法估算了转８Ａ侧架，摇枕的疲劳裂纹形成寿命，用断裂力学方法估算了裂纹扩展寿命，对恒幅脉动载荷作用下估算出的侧架裂纹形成寿命进行了实验验证。并对局部应力－应变法估算寿命的有关问题作了进一步研讨。     

地铁车辆轴箱吊耳断裂机理分析及优化

针对某型地铁车辆轴箱吊耳的异常断裂问题,在车辆实际运行线路进行了轴箱吊耳振动加速度和动应力测试;利用测试结果进行了时域频谱分析及传函分析,确定了轴箱吊耳结构的振动特性;进行了结构模态分析和疲劳寿命计算,表明轴箱吊耳的固有频率与轴箱传递率峰值所对应的频率范围重合,轴箱吊耳结构受到来自轴箱的振动激励,在根部处发生共振导致疲劳寿命不足而提前断裂.最后,通过对整体结构进行形貌优化,提高轴箱吊耳疲劳寿命,使其满足运营时间要求.     

206KP型转向架定位臂结构优化设计分析

为解决第3代206KP型转向架定位臂在运用中的疲劳破坏问题，提出了2种改进方案。文章对原型及改进方案进行了有限元分析，并对其裂纹发生部位进行了动应力实测。结果表明，采用改进结构后，静态等效应力和动应力均较改进前减少50％左右。根据改进前后的动应力实测数据编制应力谱，采用局部应力一应变法结合断裂力学方法计算改进结构前后的疲劳寿命，为制定206KP型转向架检修周期提供可靠的依据。     

HXN5型内燃机车抱轴箱体修复工艺研究

HXN5型内燃机车运行2年后,部分抱轴箱体的电机安装平面和圆弧面的结合处出现裂纹.本文通过对焊接修复工艺方法的研究,找到了一套既保证焊修部位的材料组织、力学性能、硬度符合要求,又能最大限度地减小抱轴箱体变形的焊接修复方法.     

HX_D1C型机车抱轴箱组装工艺难点及解决方案

文章介绍了HXD1C型大功率电力机车抱轴箱组装的结构形式,详细分析了抱轴箱组装的工艺难点,并针对工艺难点提出了解决方案,以利于抱轴箱工艺的执行,对机车今后大修以及其它车型抱轴箱组装提供参考。     

转K5型转向架弹簧托板疲劳试验方法研究

对转K5型转向架弹簧托板动应力进行了线路实测,编制了相对疲劳薄弱部位的动应力谱和弹簧托板的动载荷谱,采用无限寿命设计理论,利用线路实测动应力和AAR货车设计制造规范中的有关材料及接头的疲劳极限,评估了弹簧托板的疲劳强度,根据损伤等价原则,提出了实物疲劳试验加载方案.     

动荷载与水耦合作用下无砟轨道混凝土层间裂纹扩展研究

随着高速铁路的大范围应用,无砟轨道在列车荷载与水耦合作用下的水致损伤问题备受关注。为研究列车荷载与水耦合作用下无砟轨道层间裂纹扩展现象,运用有限元软件进行无砟轨道层间裂纹扩展分析,开展动荷载与水耦合作用下的混凝土层间裂纹扩展试验。研究结果表明:裂纹尖端疲劳寿命与列车速度呈二次方关系,随列车轴重增加,裂纹尖端疲劳寿命显著降低;裂纹尖端剪应力随裂纹深度增大呈高次方增长;裂纹扩展初期尖端多呈一定弧度,裂纹局部会伴有压溃现象;混凝土层间裂纹沿界面扩展时为折线形,并可能会产生裂纹分叉,最终导致裂纹面掉块现象发生。     

铁路正交异性钢桥面板典型疲劳裂纹寿命估算

针对铁路正交异性钢桥面板中典型疲劳裂纹形式,建立计算模型。采用有限元数值方法模拟钢桥面板应力分布,确定各典型疲劳裂纹最不利位置;利用有限元子模型技术模拟各疲劳裂纹位置焊接细节,分析焊缝引起应力集中程度及对疲劳裂纹产生所造成影响;依据断裂力学揭示疲劳裂纹扩展速率与裂纹周围应力场关系,对几种典型疲劳裂纹进行疲劳寿命估算。结果表明:在桥面板与纵肋连接处,桥面板疲劳裂纹寿命较短,而纵肋疲劳裂纹寿命较长,这与国内外现场实测及试验结果相吻合;在横梁与纵肋连接处,其主应力较大且应力集中效应明显,极易产生疲劳裂纹。     

铁路钢桥整体节点双轴疲劳试验研究

依据铁路钢桥整体节点处次应力的形成和分布状态,设计次应力疲劳试件。利用双轴疲劳试验研究次应力对疲劳寿命的影响,同时进行有限元法对比分析。试验和理论分析结果表明,叠加次应力后的疲劳起裂寿命明显短于没有叠加次应力的疲劳起裂寿命,说明次应力对疲劳强度的影响不能被忽略。计算分析还发现,将次应力与轴向应力等同进行疲劳检算不恰当,将次应力全部当成轴向应力考虑的设计过于保守。     

17号锻造钩尾框裂纹萌生寿命计算

采用有限元方法中的1/4点位移法计算了17号锻造钩尾框的应力强度因子;根据Paris公式结合AAR载荷谱,计算了17号锻造钩尾框的裂纹萌生寿命。并对计算结果进行分析评价。     

基于雨流计数法的弹性链型柔性悬挂接触网疲劳寿命分析

采用APDL语言编制命令流,对弹性链型悬挂接触网的接触线进行疲劳寿命估算。文中给出了求解接触线寿命的步骤,采用改进的雨流计数法处理接触线的疲劳应力谱,得到各单元的各级应力幅值、应力均值与相应的应力循环数,用Miner线性疲劳累积损伤理论得到接触线各单元的疲劳寿命值。在相同参数的条件下,分析了影响接触线寿命的因素,包括跨距、接触线和承力索预张力、截面面积、列车行驶速度、抬升力、干摩擦等,比较简单链型和弹性链型悬挂接触网对接触线寿命的影响,对比各种参数找出影响接触线疲劳寿命的几个关键因素,为弹性链型悬挂接触网系统的设计和工程实际施工与维护提供重要依据。     

空心车轴不同形状比裂纹应力强度因子的仿真研究

空心车轴在运用中可能会出现意外损伤而诱发表面裂纹。应力强度因子是预测裂纹扩展情况的重要参数。本文分析了空心车轴的运用载荷,根据所测载荷谱,采取有限元方法计算车轴横截面的应力分布情况。采用四分之一20节点等参退化奇异单元模拟裂纹前缘的应力奇异性,建立空心车轴表面裂纹扩展的有限元模型,并对裂纹前缘进行离散,实现正交扩展,得到不同步扩展的裂纹前缘。在此基础上对裂纹前缘不同位置的应力强度因子进行计算分析,得出不同初始形状裂纹前缘扩展中的应力强度因子分布规律。计算结果表明,具有不同初始形状的裂纹,随着裂纹的扩展,裂纹形状将趋于某一形状比范围内。与解析方法计算的结果比较,二者基本吻合。     

双块式无砟轨道裂纹对道床板受力的影响分析

基于路基上双块式无砟轨道的计算力学模型,针对道床板不同宽度和深度情况下的表面裂纹和贯通裂纹,分析在列车荷载作用下道床板开裂前后对道床板受力性能的影响以及在轴向温度荷载作用下含裂纹的道床板受力情况。结果表明,在列车荷载作用下,含裂纹的无砟轨道与无裂纹的无砟轨道相比,道床板混凝土应力有小幅度增加,纵向钢筋应力随裂纹深度的增加而逐渐增大;在轴向温度荷载作用下,随着裂纹宽度的增大,道床板混凝土拉应力及钢筋应力变化较小。     

临时限速服务器软件设计优化研究

临时限速服务器(TSRS)实现临时限速集中管理,是CTCS-2/3级列控系统基础设备。分析TSRS与外部设备交互的临时限速状态及其转换关系,提出4类TSRS软件优化措施:取消临时限速生命周期优化设计,优化限速取消流程;拟定阶段增加照查检查解决限速错误拟定问题;验证执行阶段暂停TSRS间限速刷新解决偶发性的限速验证、执行操作失败问题;基于平衡二叉查找树的临时限速管理提出满足要求的大小平衡二叉树(SBT)、AVL树和红黑树(RBT)算法,测试3种算法随机插入和删除多条临时限速的效率,找出适合TSRS的临时限速管理算法。可为TSRS软件的优化设计提供决策依据。