轨道客车车体关键部件寿命评估方法研究及应用

为对某型号轨道客车车体关键部件进行寿命评估,研究一种利用实际线路载荷数据并通过台架试验方式实现的方法。通过对在实际线路上运行车辆的关键载荷部位进行跟踪测试,得到车体关键部位的动态应变及加速度数据,并进行载荷等效转换。利用线路实测数据和仿真分析对比,结合德国FKM理论,编制试验载荷加载谱。利用该加载谱在实验室模拟车辆运行时车体主要载荷的施加,完成客车车体台架试验。该试验方法可为轨道车辆车体的研发提供数据支持。     

基于核密度估计法的载荷历程外推研究

根据线路测试数据编制的疲劳试验载荷谱,比机械结构相关标准中规定的载荷谱真实可靠,而线路测试试验一般在结构整个设计使用寿命中很短时间段内完成,因此需要对测试数据进行外推。为解决多样本载荷历程外推问题,基于核密度估计KDE(Kernel Density Estimation)理论,给出多样本载荷历程条件下的KDE使用方法,提出基于平均损伤原则的外推方法。最后,结合动车组车下设备线路测试数据进行验证,并与线性外推方法进行对比。结果表明:提出的多样本载荷历程外推方法可以给出满意的结果,明显好于线性外推方法。损伤计算表明,KDE外推方法获得的损伤值与实际载荷损伤值误差为1.4%,满足工程使用要求。此研究为其他载荷历程外推提供借鉴案例。     

120km·h-1速度等级重载货运机车车钩装置载荷谱研究

通过测试得到120 km.h-1重载货运机车牵引2万t组合列车时,中部从控机车车钩装置的动应力和纵向车钩力数据,对这些数据采用雨流计数法进行统计分析,获得了机车车钩装置的载荷谱(应力谱)。对车钩装置的载荷谱分布特征进行分析,确认车钩装置的载荷谱分布特征符合威布尔分布,由此获得车钩装置载荷谱的威布尔分布函数。试验和研究获得的机车车钩装置载荷谱及其分布函数可用于大功率机车车钩装置的结构可靠性设计及相关部件的可靠性评定。     

车轮车轴疲劳性能测评技术（下）

介绍车轮和车轴疲劳试验内容、试验方法以及偏心共振法、悬臂梁法、拉压法的疲劳试验设备技术特点。在车轮、车轴疲劳性能台架试验验证方法研究中,分析载荷谱台架试验技术,基于车轮疲劳当量应力的车轮通道合并理论和基于车轴当量弯矩轮轨力的车轴通道合并理论,提出基于实测轮轨力-时间历程的车轮和车轴服役载荷谱编制方法。该方法可以用于机车车辆车轮和车轴新产品疲劳可靠性评定、性能验证以及线路服役条件下的性能模拟。为缩短试验周期,提出载荷谱等效强化方法,给出基于线路实测载荷谱的台架试验方法。     

车轮车轴疲劳性能测评技术（上）

介绍车轮和车轴疲劳试验内容、试验方法以及偏心共振法、悬臂梁法、拉压法的疲劳试验设备技术特点。在车轮、车轴疲劳性能台架试验验证方法研究中,分析载荷谱台架试验技术,基于车轮疲劳当量应力的车轮通道合并理论和基于车轴当量弯矩轮轨力的车轴通道合并理论,提出基于实测轮轨力-时间历程的车轮和车轴服役载荷谱编制方法。该方法可以用于机车车辆车轮和车轴新产品疲劳可靠性评定、性能验证以及线路服役条件下的性能模拟。为缩短试验周期,提出载荷谱等效强化方法,给出基于线路实测载荷谱的台架试验方法。     

基于假设分布的重载货车关键结构剩余寿命预测方法

针对状态修中的关键结构剩余寿命问题,提出基于假设分布的剩余寿命预测方法,并以车钩为例,对该方法进行验证.基于线路测试或动力学仿真,获取车钩载荷时间历程,并编制其疲劳台架试验载荷谱;开展台架试验,获取车钩退化数据;基于假设分布对裂纹尺寸数据进行拟合优度检验,确定良好假设分布类型,得到结构累积失效概率图;基于累积失效概率图...     

重载货车车钩疲劳试验载荷谱的编制方法

基于某运煤专线测试的车钩载荷—时间历程研究万吨重载货车车钩试验载荷谱的编制方法。将测试的重载货车车钩载荷—时间历程划分为装煤、重车运行、卸煤和空车运行4个工况,应用Ncode数据处理软件将车钩载荷分解为趋势载荷和小幅值循环载荷两部分,采用变均值法和雨流计数法相结合的方法分别编制了趋势载荷谱和测试载荷谱。基于车钩趋势载荷编制的载荷谱与测试载荷谱虽然在高载荷区比较一致,但在低载荷区相差较大,因此,根据疲劳损伤等效原则,将小幅值循环载荷造成的车钩损伤叠加于趋势载荷造成的车钩损伤,得到力值放大的等效趋势载荷,然后采用等效趋势载荷编制不同工况下车钩疲劳试验脉动拉伸载荷谱和脉动压缩载荷谱。该编制方法可以大幅度减少车钩疲劳试验的次数,提高试验效率。     

基于实测载荷谱的C_(80)车体疲劳寿命评估

结合神华集团C_(80)万吨列车车体载荷谱实测试验,编制了符合神华集团自有铁路线路特征的车体垂向、纵向、侧滚和扭转载荷谱。基于AAR标准中疲劳损伤计算方法和焊接接头疲劳特性,计算不同编组位置车辆关键部位损伤值,基于此评估C_(80)车体关键部位疲劳寿命。通过对比载荷谱下损伤和实测应力损伤并优化载荷谱校准系数,使载荷谱符合实际工程运用要求。     

货车车体疲劳试验载荷谱编制方法研究

以C70车体为研究对象,实测得到车体载荷数据和疲劳关键部位的应力数据。对实测数据用于车体台架疲劳试验的载荷谱编制方法进行了研究,提出了利用车体载荷和应力同步响应关系编制疲劳试验载荷谱的方法。依据损伤等效原则,剔除了对车体损伤无贡献的小应力循环,简化浓缩了应力时间历程。利用载荷和应力测试的同步性,对实测载荷时间历程进行简化和浓缩,编制了适用于车体台架疲劳试验的载荷谱。结合累积损伤理论,对比分析了浓缩前后车体疲劳损伤,验证了该方法的可行性和准确性。     

基于谱分布估计和损伤一致性理论的动车组载荷谱校准方法研究

本文对轨道车辆线路实测载荷谱及应力谱展开研究,对已有基于损伤一致性的载荷谱校准方法进行有效修正,并利用威布尔分布和对数正态分布的组合分布进行载荷谱分布估计、实测载荷理论最大值估计、载荷谱扩展,从而实现对实测载荷谱的校准。将校准结果与损伤一致性载荷谱校准方法进行比较,充分证明组合分布对载荷谱分布估计的有效性和扩展载荷谱在轨道车辆载荷线路实测中的重要作用,从而提出利用组合分布对载荷谱分布估计的校准方法。     

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.     

2万t组合列车中部机车载荷谱试验研究

以120 km/h速度等级8轴货运电力机车为研究对象,在大秦线测试了其牵引2万t重载组合列车时的车钩纵向载荷、牵引装置纵向载荷、主要承载件动应力的时间历程,根据雨流计数法获得了相应的载荷谱(应力谱),可用于类似结构大功率机车车体、车钩及牵引装置的结构可靠性设计,并可用于作为相关部件的可靠性试验评定。     

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.     

基于载荷谱提升转向架构架疲劳可靠性研究

铁路客车转向架构架在服役过程中,首先在横侧梁连接区域发生疲劳裂纹。经多次局部补强,构架仍存在疲劳可靠性不足的状况。这一现象表明:真实运用载荷未能成为构架设计的输入条件,构架设计时所用抗疲劳设计规范中的载荷规定尚不能完全针对目前车辆的真实运用环境,有必要开展实际运用环境下的构架载荷研究,从而提升构架的疲劳可靠性,确保运用安全。构建高精度测力构架,建立构架载荷系与疲劳控制部位的损伤传递关系;将测力构架换装到实际运用车辆,在裂纹发生比例高的线路多次往返跟踪测试,获得构架载荷系-时间历程与构架疲劳控制部位的动应力;建立用于提升构架疲劳可靠性的载荷谱;通过系统施加补强结构和持续优化补强结构细部形式分析载荷谱作用下的构架疲劳控制区域应力,完成构架优化改进。线路验证测试结果表明,构架疲劳可靠性得到系统性提升。     

地铁转向架制动载荷识别与分布特征研究

轨道交通车辆在城市的应用越来越多,且制动频次相对较高,制动载荷识别与分布研究至关重要。借助有限元分析,确定了信噪比较高的载荷识别测点并获得测点的应力动态响应特性。通过对应力响应测试数据进行频谱分析,确定了合适的载荷识别方法。用"雨流计数法"编制了线路实测制动载荷谱,得到了制动载荷谱的威布尔概率密度曲线,为今后转向架构架的设计分析提供载荷依据。     

C_(70E)型通用敞车车体载荷谱测试与研究

以C_(70E)型通用敞车为研究对象,实测了北京—成都、北京—哈尔滨和北京—广州3条典型通用线路的车体载荷信号数据。对实测载荷信号数据进行数据处理,得到了车体4种主要载荷类型的载荷-时间历程。依据雨流计数法编制了车体4种载荷谱。     

一种轨道机车车辆用橡胶关节疲劳试验载荷谱的编制方法

运用虚拟样机技术,编制轨道机车车辆用橡胶产品的疲劳试验载荷谱.通过动力学模型得到产品的随机载荷,对结果进行雨流计数,得到载荷均值和幅值频次分布曲线.对曲线分级处理,最后得到载荷谱块.     

计算机编制机车周转图系统设计

在分析铁路现场运输编图人员和机务编图人员对计算机编制机车周转图系统的不同需求之后,提出了计算机编制机车周转图系统要达到的目标,并用决策支持系统的方法对其整个系统和各个子系统进行了分析和设计.并结合铁路现场的实际情况,开发出了相应的软件系统,该系统软件已经在乌鲁木齐铁路局现场经过了初步的测试,使用情况良好,基本上达到了实用的目标.     

高速动车轴箱转臂节点载荷谱研究

对于采用转臂式轴箱定位的动车来说,橡胶转臂定位节点的可靠性关系着动车的平稳性和运行安全性,特别是速度350 km/h的高速动车.在前期设计中必须对橡胶节点的抗疲劳性能和强度进行特别的关注,针对方案设计中缺乏节点实测载荷谱的情况,通过雨流计数法和动力学仿真的方法形成了一个典型工况的转臂节点载荷谱.在详细分析了动车结构特点的基础上,建立了350 km/h高速动车动力学模型,对轴箱结构进行了详细的建模,充分考虑了转臂结构及定位节点的刚度特性.结合京津城际铁路的线路特点提出了一种典型工况的组合方法,采用京津实测轨道谱对高速动车在典型工况的动力学性能进行了仿真,并得到了组合工况下转臂节点受力的数据样本.基于Matlab软件编制了雨流计数法程序,通过对典型工况样本进行的数据统计,得到了可用于疲劳分析的节点载荷谱.     

高速动车组定位转臂载荷谱分布特征研究

选定动车组轴箱装置中的定位臂作为研究对象,采用准静态法对其进行载荷识别。建立国产某型号动车组轴箱定位转臂的有限元模型,并分析计算得到定位转臂的准静态传递系数。以该型动车组在我国某线路上运行的实测结果为基础编制载荷谱,并研究分析其载荷分布特征。