基于多轴疲劳评估方法的高原机车构架强度计算

为了准确评估高原机车构架焊接结构的疲劳强度,文章分析了不同的疲劳强度评估方法的适用性,研究了载荷计算的方法和工况组合方式,并通过建立有限元模型对构架进行多轴疲劳强度评估。评估结果显示：构架母材及构架主体焊缝的疲劳强度均能满足设计要求。     

不同焊缝简化方式下的多轴疲劳评估对比分析

为研究仿真中不同焊缝截面几何形状对所形成的焊接应力的影响,文章基于DVS 1612:2014及EN 15085-3:2007标准,针对转向架制动座角焊缝设立了三角形截面与底部凹槽两种结构方式,通过结构组合建立不同的焊缝模型,并分别进行静强度校核和多轴疲劳评估。结果表明:有三角形截面的焊缝模型,其多轴材料利用度相对无三角截面的焊缝模型最大增加25%;有底部凹槽的焊缝模型,其多轴材料利用度相对无底部凹槽的焊缝模型最多减小13%,且制动座静强度及疲劳强度满足要求。     

基于多轴准则的焊接构架疲劳强度分析方法

根据节点几何特征,提出焊缝坐标系的建立方法,计算节点在焊缝坐标系下的应力分量。参照DVS1612标准,提出基于多轴准则的结构疲劳强度分析方法。对地铁车辆转向架焊接构架典型焊缝的疲劳强度进行评估,指出所研究焊缝的疲劳强度主要受正应力分量的影响,剪应力对结构疲劳强度的影响较小。对比研究了不同分析方法下的节点材料利用度特征。结果表明,在压缩应力占主导的区域,基于多轴准则的分析方法将使评估结果偏于安全;对于抗疲劳能力较差的接头,基于多轴准则的分析方法,采用DVS 1612标准提供的疲劳曲线将获得偏于保守的计算结果。     

橡胶空气导管基于多轴变形模式的损伤等效疲劳试验研究

基于橡胶空气导管在垂向、横向和纵向三个方向承受疲劳变形,建立了求解橡胶空气导管疲劳损伤的计算方法,详细计算了空气导管分别在垂向,横向和纵向3个方向下的疲劳损伤值,通过对比各工况下的疲劳损伤,提出了基于多轴变形模式的一种损伤等效的疲劳试验。     

基于单轴损伤的货车钩尾框多轴疲劳寿命分析

基于单轴应变疲劳分析，提出了比例加载多轴应力状态下的疲劳寿命计算方法。采用钩尾框AAP载荷谱和我国实测荷谱，对货车13号车钩钩尾框细胞了细致的有限元计算和多轴疲劳寿命分析，结果与实际相吻合，并证明载荷谱中大载荷劳损伤有主要贡献。     

车辆焊接结构疲劳寿命评估方法研究

为在设计阶段实现车辆焊接结构的抗疲劳设计,在研究AAR/BS/IIW标准的疲劳算法原理和焊接接头疲劳性能参数的基础上,给出基于AAR/BS/IIW标准进行车辆焊接结构疲劳寿命评估的方法和技术路线。依据AAR标准分析某公司出口的全钢焊接结构矿石车车体的疲劳寿命,结果表明:该出口矿石车车体焊接结构的最短疲劳寿命发生在中部横梁腹板与横梁下盖板角接焊接区,寿命年限为59.4年,满足25年设计寿命的要求;通过与IIW标准中提供的焊接接头结构的对比分析,提出对某提速客车转向架焊接构架的定位座根部焊接结构进行打磨的改进方案。数据表明:改进方案明显提高了定位座根部焊接接头的寿命。经对比分析可以看出,基于IIW标准的焊接构架疲劳寿命预测结果与疲劳试验结果比较接近。     

多轴低周寿命预测方法研究

在工程中构件缺口根部经常处于多轴应力状态 ,其应力、应变非常复杂 ,多轴低周疲劳损伤与单轴疲劳的情况大不相同 ,目前关于多轴低周疲劳的研究已经成为疲劳领域的热点之一。现对近年来多轴低周疲劳研究现状进行了评述 ,讨论了 3类多轴低周疲劳寿命分析方法。     

基于多轴振动环境再现的地铁车辆排障器寿命评估研究

车辆服役过程中,由于轮轨间的高频激励,极易引发结构共振疲劳问题。文章针对某地铁车辆排障器的疲劳开裂问题,开展了排障器的振动疲劳试验,发现了线路上通过频率为93 Hz的钢轨波磨是引发结构共振疲劳的主要原因。针对试验研究方法存在的传感器布置数量有限、成本较大等问题,文章从仿真分析角度,提出了一种基于多轴振动环境再现的地铁车辆排障器寿命评估方法。首先,建立了基于虚拟激励法的排障器随机振动模型,该模型可以很好地再现排障器的实际振动环境;然后,通过遗传算法对模态阻尼比进行优化,使得仿真和实测响应结果具有较好的一致性,验证了建模方法的正确性;最后,利用多核并行计算的方法实现了排障器任意位置的全程损伤和疲劳寿命计算,显著提高了仿真计算的效率。结果表明：排障器焊缝拐角处为其结构的薄弱位置,其全程工况损伤值为6.25E-03,疲劳寿命为0.60万km,远低于设计使用寿命的360万km,通过上述方法评估出来的排障器最大损伤位置与结构实际破坏位置相同,进一步证明了此方法的正确性。     

基于AAR、BS、IIW 3种标准的疲劳可靠性评估方法研究

叙述了基于AAR、BS、IIW 3种标准进行疲劳可靠性评估的关键技术和基本方法,以及评估过程中应注意的问题.     

基于频域法的高速列车转向架附属设备随机振动疲劳寿命评估方法研究

近年来,基于频域法的随机振动疲劳寿命评估方法因具有简洁性和计算高效性的优点而被广泛运用到实际工程中。但是频域法模型的种类繁多,在相同的应力功率谱下使用不同频域法模型得到的疲劳结果有很大差异,因此,对某一结构在特定载荷和响应谱条件下的频域法模型进行研究是极具意义的。文章以高速列车转向架的附属设备作为研究载体,基于IEC 61373:2010标准,运用雨流循环计数法和傅里叶逆变化时域模拟方法,提出了一种适用于转向架附属设备的随机振动疲劳寿命频域法计算模型。设置了3组加速度功率谱载荷下的随机振动疲劳试验,将各种频域法模型计算得到的疲劳寿命和试验寿命进行了对比。结果表明,文章所提出的模型计算疲劳寿命与随机振动疲劳寿命试验值的误差最小,验证了常用频域法模型和文章提出的频域法模型的准确性和有效性。     

变幅多轴应力状态的等效变程计数法

高周变幅多轴随机载荷下的疲劳寿命预测是一种非常复杂的问题,其中应力谱的可靠性是关键之一, 而应力谱又与所采用的计数法息息相关。通过定义主应力角及主应力比,研究了变幅多轴应力状态的多轴特征 图;提出了一种基于临界面概念的等效变程计数法,分析比较了用该方法与传统雨流计数法进行焊接构架寿命 计算的结果。     

基于等效结构应力法的焊接构架疲劳损伤评估

针对在线路运营过程中某型焊接构架横、侧梁连接处多次出现疲劳裂纹的问题,建立包括3条关键焊缝在内的焊接构架有限元模型,利用等效结构应力法对构架关键部位进行疲劳损伤评估,并与构架线路动应力试验进行对比分析。结果表明:等效结构应力法具有网格不敏感特性;仿真分析得到了焊接构架关键焊缝的应力分布特征,3条关键焊缝处的最大等效结构应力分别为125.1、103.0、167.4MPa,计算得到其疲劳损伤值分别为2.13、1.16、5.30,均大于损伤值0.5;构架线路动应力试验得到的各关键测点疲劳损伤值与等效结构应力法的计算结果较为吻合,验证了等效结构应力法在焊接构架疲劳损伤评估时的有效性和可靠性。     

推进轴和辅机轴焊接区内部检查方法的研究

推进轴是内燃动车上由液力变速箱向减速器传递动力的部件,辅机轴则是由柴油机向压缩机等传递动力的部件。推进轴脱落事故时有发生,其原因在于推进轴焊接区内部存在的应力集中会因疲劳破坏导致裂纹萌生。这类故障有可能造成重大行车事故。为防止这类事故,必须从整体上确立焊接区的检查方法。文章介绍了目前推进轴和辅机轴焊接区的检查方法及引进的超声波探伤法的研究,并详细说明了新型超声波探伤装置的开发、验证试验结果与应用前景。     

基于动态权值的转辙机健康度评估方法

从转辙机设备的故障原因出发,分析了影响转辙机设备使用寿命的主要因素,提出转辙机健康状态模型,进而提出了一种基于动态权值的转辙机健康度评估方法.通过仿真测试,验证了该方法的可行性,评估结果贴近实际,具有较高准确度,可为铁路信号其他设备的健康度评估提供借鉴.     

基于疲劳寿命提升的橡胶球铰优化设计研究

针对一种典型橡胶球铰芯轴断裂问题,从结构优化、有限元疲劳寿命分析和材料工艺优化等方面对该类芯轴进行了优化设计研究,并借助疲劳试验和在线运行进行了验证。结果表明,优化后的芯轴在满足安装使用要求的基础上,疲劳寿命得到了极大提升。     

基于ANSYS的车轮参数化设计与疲劳后处理研究

为了快速设计及分析车轮的疲劳强度,基于VC++与APDL对车轮进行参数化设计,建立了友好的参数化设计界面;利用VC++与MATLAB混合编程法编制了专业的车轮疲劳后处理软件,程序的移植性好,可脱离MATLAB环境运行。根据UIC510-5标准对车轮进行了强度分析,利用4种多轴疲劳评定方法对车轮疲劳强度进行评定。比较研究表明,各种多轴疲劳方法评定的车轮辐板区域的安全系数分布趋势基本一致,最小安全系数存在一定差异,在车轮的疲劳强度评定中,认为UIC法应为最优选择。     

面部多特征融合的列车司机疲劳检测方法研究

为保障列车安全运营,提出一种基于面部多特征融合的列车司机疲劳检测方法.采用HOG特征实现人脸识别,ERT算法实现特征点定位.针对不同司机面部特征差异导致固定阈值无法适用于每位司机的问题,提出基于K-means++法的人眼自适应阈值算法.考虑图像前后帧的相关性,利用相邻两帧图像瞳孔与内眼角差值计算眼动速率作为判断指标.针...     

基于焊缝疲劳寿命分析的高速列车裙板结构设计

以CJ-2型动车组设备舱裙板为研究对象,采用FE-safe中verity模块等效结构应力法,基于主S-N曲线,进行了焊缝疲劳分析。分析和优化结果可为高速列车裙板结构的可靠性评估和优化设计提供参考。     

城际动车组侧窗寿命加速评估方法研究

通过对城际动车组全寿命周期内影响侧窗寿命的因素进行分析,确定影响侧窗寿命的主要因素,选取新品及五级修侧窗样品,开展胶粘剂高温耐久性能和侧窗整体耐风压疲劳性能试验,采用密封粘接胶等效加速因子和振动疲劳损伤加速因子的方法对城际动车组侧窗结构进行寿命评估。结果表明,动车组侧窗密封粘接胶在常温工作条件下,使用寿命可达37年,侧窗的运行里程寿命大于 1 204 万 km。该城际动车组侧窗结构寿命评估研究方法为快速评价侧窗整体结构寿命提供方法依据。     

砂黏土变形与强度特性的大型三轴试验研究

通过大型三轴试验,对不同压实度及不同加筋条件下砂黏土的应力应变特性、抗剪强度进行了对比分析,探讨了试验现象的内在机理。结果表明,高压实度低围压下应力应变关系呈微软化型,低密实度及高围压下呈硬化型,黏聚力随压实度的提高呈指数增长,内摩擦角变化不明显;加筋机理符合"准黏聚力理论"。