重载铁路钢桁梁桥疲劳寿命预测方法及应用研究

对朔黄铁路一座64 m单线下承式钢桁梁桥的疲劳寿命进行评估。基于运营列车的编组和运量,采用有限元软件计算得到评估杆件的应力历程,利用雨流计数法统计得到不同杆件的应力频谱,并采用合理的系数对应力幅进行修正,结合Miner线性累积损伤原理对钢桁桥的疲劳寿命进行评估。结果表明:下弦杆、斜杆和次横梁的理论剩余疲劳寿命在50年以上;吊杆高强度螺栓连接构造的理论剩余疲劳寿命为35年;纵梁跨中下翼缘高强度螺栓连接构造的理论剩余疲劳寿命已截止,其他构造理论剩余疲劳寿命均不足10年。对于开行重载运输的钢桁梁桥,纵梁及其连接部位是薄弱环节,应重点关注。     

考虑环境侵蚀作用的拱桥吊杆疲劳寿命预测

为提出考虑环境侵蚀作用下拱桥吊杆的疲劳剩余寿命预测方法,以四川省宜宾市一中承式拱桥为工程背景,基于车辆荷载和吊杆索力监测数据及更换的锈蚀吊杆的数据,建立考虑环境侵蚀的吊杆疲劳寿命预测功能函数。该功能函数反映车辆荷载数据与应变监测数据的线性关系,通过将材料的疲劳强度系数乘以一种单调递减的函数来模拟外界环境侵蚀引起的吊杆材料的疲劳强度衰减。研究结果表明:3根典型吊杆的平均疲劳寿命为515年,远远大于结构的设计使用年限。     

新型机车联轴节疲劳寿命预测

为了准确模拟某新型机车转向架联轴节的疲劳寿命分布,结合其实际运营载荷,编制出联轴节疲劳寿命仿真计算的载荷谱.基于ANSYS有限元分析软件和n-Code疲劳分析软件,应用准静态叠加法和线性累积损伤理论埘该联轴节的疲劳寿命进行了仿真分析,并仿真了联轴节在承受瞬态冲击时的疲劳寿命.计算结果表明,联轴节的疲劳寿命满足设计要求.     

公轨两用拱桥吊杆的疲劳分析

提出了一种公轨两用拱桥吊杆的疲劳分析方法。依据交通流量调查和相关规范中汽车及轻轨车荷载谱的规定,基于Monte-carlo原理,模拟产生了通过桥梁的双向多车道汽车车流及双向轻轨车车流。针对典型吊杆的影响线开展模拟车流加载,得到杆件应力历程,通过泄水法得到杆件应力谱,按照Palmgren-Miner线性累积损伤理论,计算得到各吊杆的等效应力幅并进行设计基准期内的损伤度评估。以某公轨两用拱桥进行实例分析,同时考虑6线行车道公路荷载和双线轻轨荷载,对吊杆开展了疲劳分析。计算结果表明:采用模拟车流法可方便开展公轨两用特大桥构件的疲劳分析和疲劳剩余寿命评估。     

液压支架横梁全寿命疲劳分析

疲劳寿命是现代设计的一个重要指标。为解决设计中"疲劳强度"检验的"瓶颈",以液压支架试验台横梁为分析点,利用ANSYS、MSC.Fatigue对支架横梁疲劳寿命进行分析,结果表明:采用有限元、计算机仿真软件预先分析零部件的疲劳寿命,有利于节约成本,优化产品设计。     

转向架构架用16MnDR钢缺口疲劳行为研究

轨道交通车辆运营状态下,转向架构架主要受到来自轮轨的疲劳冲击,其主承载部位的受力多为三向应力状态,为了研究转向架构架焊接接头的疲劳行为,探讨疲劳失效机理,准确还原承载区域的应力状态是关键。文章针对转向架构架用16MnDR钢,设计并制备了应力集中系数为2.7的片状缺口疲劳样品,以等效构架焊接接头的应力状态;通过对比标准疲劳样品和缺口疲劳样品的疲劳试验结果,研究了缺口效应对16MnDR钢疲劳寿命的影响,讨论了局部应力集中对材料疲劳裂纹萌生和疲劳裂纹扩展的影响机理。结果表明：在相同名义应力下,缺口疲劳样品的疲劳寿命显著低于标准疲劳样品的疲劳寿命,缺口疲劳样品的疲劳裂纹呈多裂纹起始;在相同名义应力下,缺口疲劳样品的疲劳裂纹起始寿命显著低于标准疲劳样品的疲劳裂纹起始寿命,而疲劳裂纹扩展寿命与标准疲劳样品的疲劳裂纹扩展寿命相当,导致缺口疲劳样品的疲劳寿命低于标准疲劳样品的疲劳寿命。     

货车车钩疲劳寿命预测

本文应用结构疲劳强度的最新理论，预测了１３号车钩的疲劳寿命，用局部洋力－应变法估算了裂纹的形成寿命，用断裂力学理论估算了裂纹的扩展寿命，两者叠加所得的１３号车钩疲劳寿命与现场运用调查统计结果基本吻合。     

13号车钩疲劳寿命估算

采用近代结构疲劳强度理论，探索了一种适用于车钩疲劳寿命估算的方法，用局部应力－应变法估算了裂纹的形成寿命。用断裂力学理论估算了扩展寿命。两者中所得的１３号车钩疲劳估算寿命与现场运用调查统计结果基本吻俣。     

一种道岔外锁零件疲劳寿命的分析方法

探讨了一种道岔外锁零件疲劳寿命的分析方法。利用理论分析、手册资料和现场测试三者的优势,建立道岔零件疲劳寿命的分析方法。从薄弱位置、S-N模型、应力换算以及环境因素等方面,实例分析了道岔心轨第二牵引点锁钩的疲劳寿命。结果表明,利用理论计算、手册资料和现场测试的方法,评价道岔零件的疲劳寿命是切实可行的。结合分析结果,讨论了零件疲劳寿命分析的可靠性以及改善的方法。     

低周疲劳寿命预测的损伤理论方法

疲劳是材料的一种重要的破坏现象，但长期以来疲劳寿命的预测在一些方面还缺乏坚实的理论基础，本文基于作者在文献中提出的内时-损伤本构理论。提出了一种预测低周疲劳寿命的新方法，并得出了三种特殊情况下疲劳寿命的预测公式：(1)对称拉压应变疲劳；(2)对称剪切应变疲劳；（3)对称拉压-剪切比例耦合应变疲劳，本文提出的疲劳寿命预测方法可以用来计算各种复杂加载情况下的疲劳寿命。作者通过黄铜单轴对称拉压低周疲劳试验，验证了本文提出的方法，本文为低周疲劳寿命预测提供了一种统一的方法。