车轴裂纹扩展寿命的分析与计算方法

在由加载条件试验得出车轴裂纹扩展规律的基础上,引入有效应力强度因子范围ΔKeff值,建立适用于各种加载条件的裂纹扩展规律模型;给出实际运用条件下初始裂纹尺寸、超偏载、轮轴压装配合导致应力集中等因素影响车轴裂纹扩展的理论分析方法;建立车轴裂纹扩展寿命的计算模型,并采用Romberg数值积分法和Newton-Rophson迭代法对车轴剩余寿命进行预测。运用本文给出的模型和计算方法,以RD轴轮座部为例,对不同运用工况、不同尺寸裂纹车轴的剩余寿命进行了计算分析;以某客车RC轴断轴事故为例,对车轴初始裂纹尺寸进行计算,验证了超限裂纹漏探是导致该车轴断裂的主要原因。     

轨道车辆车轴强度及疲劳裂纹扩展寿命分析

以GCY300II型轨道车12 t轴重车轴为研究对象,采用机车车轴的强度标准,利用有限元计算方法计算车轴不同轴重下的6种不同工况的静强度和疲劳强度,在获得对应工况的应力分布及数值的基础上,进行车轴的静强度和疲劳强度分析,并确定车轴薄弱部位,然后假定车轴最薄弱部位出现疲劳裂纹,将不同轴重、不同工况下计算得到的应力数值作为车轴裂纹处的载荷应力谱,再结合疲劳断裂分析理论计算分析车轴疲劳裂纹扩展寿命。计算结果表明:车轴薄弱部位为车轴变截面处,其中最薄弱部位为车轮内侧轮座处上边缘。     

残余压应力对车轴表面裂纹扩展的仿真研究

为了研究残余压应力对裂纹扩展的影响,通过子程序引入初始残余压应力,利用裂纹扩展仿真技术XFEM与VCCT相结合的方法进行裂纹扩展仿真计算,证实了残余压应力对裂纹扩展有显著的抑制作用;基于Zencrack仿真软件,结合S38C材质车轴试验得到的裂纹扩展参数,预测了CRH2型动车组用S38C材质车轴裂纹扩展寿命,并提出了车轴裂纹检测周期建议。     

车辆隐性裂纹的检查方法

铁道车辆可分成车体和转向架。本文主要介绍车轴和转向架等结构件的5种无损检测方法,利用超声波探伤法、磁粉探伤法、渗透探伤法、放射线穿透法、涡流探伤法就可探测出这些主要零件的隐性裂纹,从而确保列车的安全运行。     

车轴超声波验收检查的方法和工艺

为了发现冶金方面的缺陷和由制造工艺问题所造成的缺陷,本文列举了在制造铁路机车车辆轮对车轴时使用超声波验收检查装置的理由;评估了现有标准文件未规定的各种因素,如转换器的型号和结构、它们的安放位置、被检对象的表面状况对超声波验收标准可靠性的影响等。为提高超声波验收检查结果的可靠性和复现性,本文提出了若干建议,并列出了经实际应用验证的依据。     

编组站驼峰溜放间隔模拟检查方法初步研究

借鉴微积分思想,以传统图解法和能量守恒定律为基础,从一个新的角度着手建立计算模型,以车辆溜放至径路上任意一点时的即时速度、即时时间作为直接检查目标,以此间接推导计算出关键点位的间隔情况,从而可与原设计结果进行比较分析。计算机程序是基于ObjectARX对AutoCAD的二次开发。经过检验,该检查方法所获得的结果与原设计图解结果可互为印证,是一种可行的方法。     

列车车轴裂纹的振动特性分析及在线监测方法

以危害性极大的车轴横裂纹为研究对象,分析裂纹车轴的振动特性,设计车轴裂纹在线监测系统。研究表明:当车轴存在裂纹时,其振动具有非线性特性,振动中出现各次谐波分量;1次和2次谐波的响应变化随裂纹扩展而增大,变化幅度随裂纹在车轴上的位置不同而不同,且2次谐波比1次谐波的响应变化大得多,3次及其以上的谐波对较浅裂纹来说可以忽略。结合机车车辆轮对振动监测的特殊性,提出综合运用转速跟踪采样、时域累加和平均、历经谱分析等方法对车轴裂纹进行振动监测分析,可有效抑制由支承轴承、车载设备或偶然性激励引起的背景噪声。经过在机车车辆轮对跑合试验台上的监测试验,监测结果与实际车轴裂纹相符,表明提出的在线监测方法能有效监测和识别列车车轴裂纹。     

基于CRH2A型动车组车轴疲劳裂纹扩展超声波探伤周期优化探讨

介绍了不同类型车辆车轴超声波探伤周期和CRH2A型动车组车轴概况。通过综合考虑初始裂纹、临界裂纹、应力比、断裂韧性和有效应力强度因子等因素得出疲劳裂纹扩展寿命计算公式,通过以车轴最薄弱部位存在表面半椭圆形裂纹并承受最大应力幅值计算CRH2A型动车组车轴疲劳裂纹扩展寿命,与车轴超声波探伤周期进行比较分析,认为优化现行探伤周期具有可行性。     

锻钢制动盘疲劳裂纹扩展速率试验研究

对制动盘材料的疲劳裂纹扩展速率进行了试验研究。以Paris公式为理论依据,采用三点弯曲法确定了疲劳裂纹扩展速率da/dN公式,得到疲劳裂纹扩展速率da/dN公式中的材料参数C、m,分别为C=4.94×10-15,m=3.536 7。该测定参数可用于锻钢制动盘剩余寿命评估。     

城市轨道交通折返间隔分析及计算方法

分析了折返过程中的各种限制因素,针对各种不同的站型和信号闭塞方式建立了通用的折返间隔计算模型,总结了折返间隔计算公式.     

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。     

动车组运用维修间隔优化方法的研究

介绍现阶段航空、轨道交通领域维修间隔研究的主要方法,结合动车组维修的特点,以动车组运用维修时间间隔为优化目标,针对现行"计划预防修"体制下的"过剩维修"和"维修不足"并存的现象,基于动车组运用修故障数据,采用生存分析与可靠性理论来确定部件合理的维修间隔。关键步骤主要涵盖部件可靠度曲线的威布尔分布的拟合、利用最大似然法对两参数威布尔分布的参数进行估计以及对拟合出的可靠度函数利用条件概率确定维修间隔。并以CRH380B(L)型动车组轮对空心车轴为例,对文中介绍的方法进行验证。结果表明:对于状态不会因维修活动改变的动车组部件,其维修间隔可根据部件的可靠性确定,基于故障数据的理论计算结果与动车组维修实际吻合度较高,可为动车组维修项目周期的优化提供参考。     

动车组牵引电机轴承剩余寿命预测方法研究

根据我国高速铁路动车组的实际运行和维修情况,以动车组关键部件剩余寿命预测为目的,对车地数据进行研究,对牵引电机轴承的温度数据进行特征提取,并根据大量历史车地数据,对牵引电机轴承进行剩余寿命预测。使用面向过程分析的思想和用特征值构建盒图的方法,达到预测动车牵引电机轴承剩余寿命的目的。研究的结果可以作为提高运维效率,修程修制优化的依据。     

城市轨道交通站前交替折返间隔分析及计算方法

描述了站前交替折返的作业流程,分析了时序上的限制关系,推导出站前交替折返的停站时间、发车间隔等参数的计算公式,并对特殊情况进行了分析。     

DF4车轴套装后出现裂纹波的原因分析及处理方法

本文主要针对我厂长期存在的DF4机车车轴与轮芯套装后超探时出现裂纹波的问题，从检修加工工艺过程的各个环节对产生裂纹波原因进行了详细的探索和分析，经过反复试验证明大部分裂纹是假裂纹波，并采取有效措施，杜绝了假裂纹波的产生。     

基于监督学习的轨道车辆车轴裂纹扩展预测方法研究

传统裂纹扩展分析需要精确的数学模型以及校准参数,但现实中的复杂形状裂纹扩展过程难以进行精准建模,而通过有限元软件对裂纹扩展过程进行分析需大量的运算时间。因此,文章提出了基于监督学习的轨道车辆车轴裂纹扩展方法,该方法无需进行数学建模,可通过结构健康监测数据以及初始裂纹数据直接预测裂纹的扩展趋势。经验证,该方法预测准确率较高,能够较好地拟合裂纹扩展趋势。     

接触网零部件材料疲劳特性及剩余寿命研究

以某电气化铁路服役40余年的接触网零部件为研究对象,通过开展拉伸试验和疲劳试验并结合断口形貌分析,研究了老化后接触网零部件的材料疲劳特性,为基于接触网零部件的标准试样设计提供参考。研究发现,接触网零部件在正常工况下具有较长的使用寿命,但零部件的表面腐蚀、磨损等缺陷会使剩余寿命大幅降低,在运营维护过程中应加强对零部件表面状态的监测与维护。     

基于剩余寿命的铁路轨道电路调整型维修方法研究

轨道电路设备的维修通常以故障后维修和定时维修为主,而传统的定时维修存在随着维修次数的增多使得设备的可靠性下降、失效率增大的问题。在定时维修的基础上,通过动态调整维修的时间间隔,延长平均无故障时间并保证设备的可靠运行。本文将此方法应用于ZPW-2000A轨道电路设备的维修中。以发送器和接收器为例,通过收集历史失效数据,计算其平均剩余寿命并进行可靠性分析,根据剩余寿命进行调整型维修。计算结果表明该方法可行有效,可为延长设备的使用寿命和改进铁路信号设备定时维修策略提供理论依据。     

在役公路钢筋混凝土梁剩余寿命估算方法研究

针对在役公路钢筋混凝土梁的特点 ,首先根据评估目标基准期的不同建立一个时变荷载效应模型 ,然后预测一个多参数抗力劣化模型 ,并给出根据实测值对抗力模型进行修正的方法。在此基础上 ,对在役钢筋混凝土梁的可靠性在后续使用期内的变化进行分析 ,并根据可接受的目标可靠度进行剩余寿命估算 ,最后给出实例结果。