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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于等效结构应力的地铁车辆焊接构架疲劳寿命分析

文章针对地铁车辆焊接构架焊接部位的疲劳失效问题,首先建立构架有限元模型,选取5条危险焊缝,按照疲劳试验的载荷计算得到焊缝结构应力分布特点,其中焊缝最大等效结构应力点为77.5 MPa;然后根据结构应力法中98％可靠度,-2σ应力水平下的S-N曲线计算焊缝疲劳寿命,5条焊缝的累积损伤均小于1,满足疲劳设计寿命要求;最后使...     

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。     

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。     

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。