考虑硫化冷却效应的橡胶元件疲劳寿命预测方法

以有效应变为疲劳损伤参量,利用哑铃状橡胶试样的疲劳测试数据,建立了橡胶材料的疲劳寿命预测模型。以某型拉杆球铰为疲劳寿命预测研究对象,分别对考虑和未考虑硫化冷却效应的疲劳工况进行了有限元分析,并计算出对应的有效应变幅值。利用所建立的疲劳寿命预测模型对拉杆球铰的疲劳寿命进行了分析预测,并与疲劳试验结果进行了对比验证。结果表明,在考虑硫化冷却效应的基础上,以有效应变为损伤参量的疲劳寿命预测模型能够有效预测出球铰类橡胶元件的疲劳寿命。     

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。     

基于道岔转换阻力监测的力传感器销轴研究

通过对当前道岔转换装置中应用的实心销轴和力传感器销轴的静力学、模态、疲劳寿命分析，以及电气性能测试，研究列车通过道岔时的振动与冲击对销轴的静强度和疲劳寿命的影响。本文提出的力传感器销轴已在国内地铁得到相关的功能及安全验证，将为道岔转换阻力的监测提供一种更加科学有效的方法，对优化销轴结构，延长销轴使用寿命具有指导意义。     

跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命预测研究

为了验证采用计算机仿真分析跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命的可行性,建立了有限元分析模型,通过施加单位载荷,计算求得应力;分别将仿真分析得到的载荷时间历程和试验获取的载荷时间历程作为载荷激励,根据S-N曲线和Miner法则,结合疲劳分析软件Ncode对转向架构架进行疲劳寿命预测。基于仿真载荷时间历程的疲劳寿命为56.1年,基于试验载荷时间历程的疲劳寿命为62年,两种疲劳寿命分析结果相近,说明基于仿真进行疲劳寿命预测具有可行性。     

基于雨流计数法的转向架结构疲劳寿命评估

为验证轨道交通车辆转向架构架服役条件下的安全性,对转向架构架各工况下的工作状态进行仿真分析,得到转向架构架的薄弱点位,并以此为依据对转向架构架布置应力传感器测量构架各点位的实际疲劳应力。依据雨流计数法对转向架构架各测点的实测数据进行处理,得到转向架构架各测点的16级载荷应力谱,利用该载荷应力谱根据线性累积损伤理论对转向架构架的疲劳寿命进行寿命评估,可为同类车辆结构的疲劳寿命评估、设计优化和使用维护提供参考。     

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。     

高速铁路钢轨疲劳寿命预测

本文分析了众多的高速铁路疲劳寿命预测方法，并确定了Ｍｉｎｅｒ组合法则是一种适合于高速铁路疲劳寿命预测的方法。介绍了高速铁路钢轨疲劳寿命预测的模型及进行动力仿真计算时所采用的车辆模型、不平顺模型，给出了主要车型所引起的钢轨弯曲应力的回归结果。最后计算出了低接头不平顺、车轮扁疤及其结合时的钢轨疲劳寿命，与实际相符合，证明了Ｍｉｎｅｒ组合法则适于高速铁路疲劳寿命预测，并根据结果对轨道养护提出建议。     

16MnR板材十字接头超长寿命疲劳极限的测定

疲劳破坏是铁道车辆焊接构架的主要问题,而国内焊接结构超长寿命的疲劳性能数据尤其缺乏.随着铁路高速、重载的发展,对我国现有超长寿命区间焊接结构的疲劳性能测定意义重大.作者利用瑞士RUMAL电磁高频疲劳试验机测定16MnR板材十字单面焊接接头在超长寿命区间的疲劳性能,并采用标准法和Dixon-Mood法对测得的试验数据进行处理,整理出十字单面焊接接头在超长寿命区间的疲劳极限,这些结果可以为焊接结构的可靠性设计及服务寿命估计提供试验数据基础.     

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。     

新型高速客车构架的疲劳寿命数值仿真分析

文中采用了一种预测结构构件疲劳寿命的新方法－疲劳寿命数值分析方法。在计算机虚拟的现实环境下，以计算机辅助设计（CAD）有限元法（FEM）和多体系统动力学软件（MBSDS）为基础，对新型高速客车构架的疲劳寿命进行分析。用MBSDS计算作用在转向架构架上的随机动载荷，再用有限元法给出动载荷下转向架构架上详细的动应力分布。根据这些动应力，应用MSC／FATIGUE软件，分析预测构架的疲劳寿命。根据疲劳为数值仿分析的结果可知，新型高速客车构架有足够的疲劳强度，而根据放大载荷谱而得到疲劳寿命分布图。可直观的判断出转向架构架的疲劳寿命薄弱位置，可以快速比较新型转向架不同设计方案的疲劳性能的优劣，可以在设计阶段判断零部件的疲劳寿命薄弱位置，可以通过修改设计预先避免不合理的寿命分布。因此，疲劳数值仿真方法能够减少产品的试验样机数量，缩短开发周期，降低开发成本，提高市场竞争力。疲劳数值仿真方法必将在我国高速列车的研制和发展中起到越来越重要的作用。     

考虑变应力幅非线性累计损伤的高速铁路钢桁拱桥疲劳分析

为分析钢结构桥梁在变应力幅循环条件下的疲劳寿命,基于非线性累计损伤方程,建立考虑变应力幅的疲劳损伤指标计算公式。以某高速铁路钢桁架拱桥为例,对比分析线性方法、等效应力幅法、递推法以及本文方法求解得到的疲劳寿命。研究结果表明:线性模型的计算结果偏小,等效应力幅法的计算误差随应力幅差值的增大而增大,递推法的计算精度高但运算量太大,本文提出的方法不仅能客观地反应疲劳损伤的过程,计算量小,而且计算结果与递推法的计算结果基本相同。对于钢桁架拱桥,竖腹杆的疲劳寿命最低,且同一根杆件的不同位置疲劳损伤相差往往很大,以竖腹杆为例,该类杆的下端、靠铁轨处的疲劳寿命最低,容易出现疲劳问题,在构造设计、施工质量方面应更加予以关注。     

铁路正交异性钢桥面板典型疲劳裂纹寿命估算

针对铁路正交异性钢桥面板中典型疲劳裂纹形式,建立计算模型。采用有限元数值方法模拟钢桥面板应力分布,确定各典型疲劳裂纹最不利位置;利用有限元子模型技术模拟各疲劳裂纹位置焊接细节,分析焊缝引起应力集中程度及对疲劳裂纹产生所造成影响;依据断裂力学揭示疲劳裂纹扩展速率与裂纹周围应力场关系,对几种典型疲劳裂纹进行疲劳寿命估算。结果表明:在桥面板与纵肋连接处,桥面板疲劳裂纹寿命较短,而纵肋疲劳裂纹寿命较长,这与国内外现场实测及试验结果相吻合;在横梁与纵肋连接处,其主应力较大且应力集中效应明显,极易产生疲劳裂纹。     

钩尾框尾部弯角疲劳裂纹扩展寿命预测研究

提出了一种预测工程构件疲劳裂纹扩展寿命的方法，应用能量释放率理论，通过3维子模型有限元技术，计算工程构件疲劳裂纹尖端的应力强度因子，由Paris公式预测工程构件在实际载荷谱下的疲劳裂纹扩展寿命。采用该方法预测的13号车钩钩尾框尾部弯角疲劳裂纹扩展寿命与实际检修统计结果一致。     

铸钢转向架双随机变量概率疲劳设计方法研究

根据铸钢转向架疲劳寿命计算特点，将铸钢材料疲劳试验寿命的离散性和实物结构危险部位疲劳强度影响系数的离散性看作为随机变量，建立了铸钢转向架承载构件双随机变量概率疲劳设计模型，用实测的载荷谱结合材料和实物疲劳试验数据，对转８Ａ铸钢侧架和摇枕疲劳寿命进行了可靠性分析，计算结果与实测吻合。     

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.     

用虚拟疲劳样机技术分析转8A型转向架侧架的疲劳寿命

虚拟疲劳样机技术在计算机虚拟现实环境下，以计算机辅助设计（CAD），有限元法（FEM）和多体系统力学分析（MBSDS）为基础，通过数值仿真计算，得到实际构件上的应力分布，再根据这些应力以及作用在构件上的通过数值仿真得到的随机载荷和相应的材料特性曲线，应用疲劳分析软件（MSC／FATIGUE），预测实际构件的疲劳寿命，采用虚拟疲劳样机技术，预测了转8A型转向架侧架的疲劳寿命，从计算所得的相应的疲劳寿命分布图中，可直观的判断出转8A型转向架侧架的疲劳寿命薄弱位置，即侧架最可能发生疲劳失效的位置为轴箱转角处，该计算结果与试验结果有良好的一致性，为今后进行转8A型转向架的可靠性设计提供了必要的计算依据。     

预测碳纤维薄板增强RC梁抗弯疲劳寿命的AFN法

在碳纤维薄板(CFL)增强RC梁中,加固后构件的疲劳寿命受到被加固结构本身性能、加固材料性能以及荷载水平等因素的影响,加固效果具有明显的非线性,加固后疲劳寿命难以显式表达。本文采用AFN法预测加固梁的疲劳寿命:用层次分析法(Analytic hierarchy process)对影响疲劳寿命的主要因素进行分析;用模糊聚类法(Fuzzy clustering)确定训练样本;运用神经网络方法(Neural network),建立疲劳寿命隐函数关系式,从而预测CFL加固梁抗弯疲劳寿命。以疲劳试验数据为样本,用层次分析法选取最大荷载、CFL的应力水平、初始挠度、循环次数为200时跨中挠度的试验数据作为疲劳寿命隐函数的随机变量输入单元,以CFL加固梁的抗弯疲劳寿命作为输出单元。通过预测值与试验值的对比分析,验证了AFN法预测CFL增强RC梁抗弯疲劳寿命的合理性。     

转8A型转向架侧架疲劳寿命分析

介绍了用有限元技术对转8A型转向架侧架进行疲劳寿命分析的过程和结果，并对侧架疲劳寿命分析提出了几点看法。     

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。     

出口缅甸3B_0机车焊接构架疲劳寿命预测

为了对出口缅甸3B_0机车转向架焊接构架的疲劳寿命进行预测,采用有限元方法对构架在不同疲劳载荷下的应力状态进行分析,确定了箱体梁中主焊缝的多种疲劳应力范围。基于IIW标准和相关文献中焊接接头疲劳寿命数据确定了评估焊接构架的多条S-N曲线方程,在此基础上采用整体名义应力法和局部缺口应力法计算了关键主焊缝的寿命次数。结果表明:所有焊缝的寿命次数均大于2×10~6次,满足轨道车辆焊接接头设计标准要求;其中构架侧梁T型角接头在垂向动载作用下寿命较低,应通过焊缝磨削处理降低其应力集中程度。由于名义应力法分析结果较缺口应力法更为保守,从结构轻量化和局部优化角度出发,采用局部缺口应力进行焊接结构疲劳寿命预测更具有优势。