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。     

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。     

跨座式单轨作业车转向架构架动载试验及疲劳强度分析

以某公司最新研制的CZ200跨座式单轨作业车为研究对象,基于重庆轨道交通3号线中金渝至童家院子区段的多工况线路测试,进一步对单轨车转向架构架的结构应力进行试验评估。首先,建立转向架构架的有限元模型,经结构静强度分析和模态分析,确定构架应力较大部位及动态特性,合理布置测点;然后测量构架危险部位在牵引平直线、牵引弯道、牵引加速、牵引上坡以及加配重等各典型工况下,构架的动应力时间历程,通过线路动应力对构架进行静强度评估;最后,采用疲劳分析软件n Soft对构架进行全寿命疲劳分析,得到构架的疲劳损伤分布。测试结果表明,构架的动态特性、静强度、疲劳强度均满足设计要求。     

外部载荷对轨道车辆转向架构架结构静强度影响程度的评估方法

基于载荷影响系数反映外部载荷对车辆转向架构架结构静强度的影响程度,分析外部载荷与结构应力响应之间的传递关系,推导载荷影响系数的计算公式,提出基于载荷影响系数评估外部载荷对车辆转向架构架结构静强度影响程度的方法。设计某型号车辆转向架构架的实验室结构静强度台架试验,采用该评估方法分析各试验载荷对该转向架构架结构静强度的影响程度。结果表明:不同外部载荷对不同测点处结构静强度的影响程度有较大差异,载荷影响系数能够量化这种差异,而且通过该系数能确定对结构静强度影响最大的外部载荷;当某外部载荷发生线性变化时,载荷影响系数也随之变化,载荷影响系数幅值越大、变化曲线的斜率越大,说明该外部载荷对结构静强度的影响程度也越显著。     

模拟轨道不平顺激励下车辆振动台架试验方法

轨道不平顺是影响铁路车辆轮轨动态作用力和车辆平稳性的主要因素之一。车辆受轨道不平顺激扰时的性能,需在线路上开展测试。但组织线路试验受到较多限制,且线路激扰的随机性较难重复。基于铁路货车疲劳与振动试验台,提出一种模拟轨道不平顺激励下车辆振动台架试验方法,可获取单个车辆受轨道不平顺线路激扰时的车辆性能。介绍试验台组成、参数测试和激励信号的创建方法。将台架试验应用于某型转向架研制中,获取了该转向架与C_(70)车体配装时的车辆性能。在运输技术中心(TTCI)进行线路试验,验证了台架试验方法的合理性、实用性、有效性。     

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...     

列车转向架数字孪生建模仿真关键技术研究

为全面推进数字列车的工程化应用,以数字转向架建设为突破点开展数字孪生建模仿真关键技术研究,实现物理实体与数字孪生体之间的虚实交融,进一步提升转向架故障诊断及健康管理的有效率和准确率。转向架数字孪生体是一个数据驱动的多学科、多物理、多尺度、高保真度的虚拟模型,模型的输入为自身结构参数、车载在线监测系统数据、车库定期检修数据等多源数据,输出为实时动态展示的动力学性能评价指标(如脱轨系数和轮重减载率)、结构强度指标(如应力和累积损伤),能反映并预测转向架全寿命周期内的动力学及强度性能,从而革新现有的转向架运营维护模式。提出一种转向架数字孪生体建设的框架结构,可实现动力学、结构强度关键技术指标的实时动态展示与反馈设计功能。论述转向架孪生体建模的四大关键技术及技术路线,给出转向架动力学孪生子模型、结构强度孪生子模型的仿真方法及步骤,对比分析多种仿真试验设计方案并给出一种最优建议方案。提出一种基于深度学习神经网络的代理模型技术路线,并通过轮对的轮轨力预测、轮对应力预测案例验证模型的有效性及准确性。研究成果可用于指导构建列车转向架数字孪生工程应用的核心模块,并将其部署在地面中心。     

碳纤维构架的强度试验方法及评价方法研究

转向架构架作为列车的主要承载部件,在服役过程中承受复杂载荷的作用。为评估碳纤维构架的强度特性,通过台架试验和线路试验的方法对碳纤维构架强度进行了测量评估。首先基于EN 13749标准设立了碳纤维构架的载荷工况,并进行了静强度试验。试验表明碳纤维构架应变最大处位于构架的横侧梁连接处附近,应变最大值为-17 560με,该测点对菱形载荷较为敏感。碳纤维构架在静强度工况下所有应变测点均处于弹性区间,未发生塑性变形。其次,开展线路试验测量传统钢制构架与碳纤维构架在服役条件下动应力,对采集到的动应力数据处理得到相应测点的等效应力幅。钢制构架与碳纤维构架关键点的等效应力幅对比结果表明碳纤维构架的整体应力水平高于钢制构架。根据德国劳氏船级社规定的碳纤维材料疲劳强度计算方法,得到碳纤维构架的许用应力幅。碳纤维构架各测点的等效应力幅均小于许用应力幅,满足设计要求。     

高速列车转向架构架仿真分析与试验研究

以高速列车转向架构架为研究对象,分析仿真分析与台架试验的关系,比较仿真分析与台架试验结果。结果表明仿真分析方法有利于指导构架试验测试,试验测试也能验证仿真分析的准确性。建立一套完整的仿真分析和试验流程,进一步提高转向架仿真分析的可靠性、稳定性及精度。     

基于缺口应力的波形钢腹板结构疲劳分析研究

基于现行规范对波形钢腹板结构的疲劳问题没有明确的规定,为了研究这种结构的疲劳设计及评估方法,对试验模型梁进行等幅疲劳荷载试验,得到波形钢腹板梁典型疲劳细节和基础疲劳数据.应用有限元软件建模,采用子模型法计算细节处缺口应力,并采用缺口应力法对试验梁的疲劳性能进行评估.研究结果表明:缺口应力法评估波形钢腹板疲劳性能是可行的...     

基于海量试验数据的机车车辆疲劳强度评估系统

随着测试技术的发展及跟踪试验在列车结构疲劳失效和诊断中的大规模应用,试验采样频率大幅提高,连续采样时间不断增长,从而生成了海量试验数据(单通道数据会达到TB级)。然而现有的商业软件对海量数据处理能力的不足,阻碍了海量测试数据发挥其应有的作用。在机车车辆疲劳强度线路试验或台架试验中,这一问题尤为突出。针对这一问题,本文利用C++和Pascal语言混合编程技术,给出了一种适用于海量时间历程数据雨流计数算法的具体编程实现过程,并与Matlab工具箱雨流技术算法进行了详细比较,结果表明:该算法在实现海量数据雨流循环计数的同时保证了较高的计算效率。在此算法基础上,总结梳理相关疲劳强度评定标准,开发出一套机车车辆疲劳强度评估系统(TPL.Fatigue)。在线路试验上的具体应用表明,该系统能满足海量应力时间历程数据雨流计数的要求,具有一定的实用价值。     

基于实测动应力分析的车轴台架试验谱编制

通过长距离线路动应力测试,编制适用于车轴磁粉探伤周期优化研究的台架试验谱.首先,分析测试结果中车辆载重、线路工况、运行交路对车轴动应力的影响,并考虑车轮失圆的影响,确定不同影响因素的灵敏度;然后,进行应力谱极值推断,得到车轴外推应力谱;最后,得到台架试验谱,并开展台架疲劳试验.结果 表明:车轴最大应力截面上的最高频次应...     

基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法研究

瞬态疲劳分析比频域疲劳分析更能反映结构动态特性。该方法因轨道车辆有限元模型太大,仿真时间成本过高而难以被大量、广泛应用。提出基于子结构瞬态结构应力的轨道车辆焊接结构疲劳寿命评估方法。基于Guyan缩减理论,提出子结构模态匹配方法确定动态子结构模型,再对动态子结构模型进行刚柔耦合仿真获得载荷历程。对该模型生成的焊缝子结构模型进行瞬态分析,获得等效结构应力响应时程进行焊缝疲劳寿命评估。以某高速列车焊接车体验证,研究结果表明：所提出方法能考虑轨道车辆刚柔耦合模拟和结构的动态振动特性,与传统方法相比,模态分析时间减少到47%,焊缝疲劳寿命评估结果误差不超过2%,但瞬态仿真时间减少95%。该方法还可以运用于其他焊接结构的瞬态仿真疲劳寿命评估。     

单节理岩体强度试验研究

从理论和经验两方面阐述单节理岩体的强度特征及其确定方法,结合实际的隧道工程岩体,对加工制备的5组完整岩石和含单节理岩石样品进行室内轴向压缩强度试验,应用基于细观离散的三维颗粒流程序PFC3D仿真室内试验结果,从而确定出数值试验中相应岩石和节理的基本细观输入参数。在此基础上,通过对实际工程进行地质调查构建节理岩体结构的理想地质模型,输入岩石与节理的基本细观参数,实现对大尺度单节理岩体进行数值预测的强度试验,并获得实际工程岩体的应力—应变关系及相关的强度特征。试验研究表明:节理的存在降低岩体的强度,改变岩体的延性;岩体中同组的不同节理间存在相互的强度弱化作用,作用的结果导致岩体的总体强度下降,因此简单地分步应用单节理理论预测含多节理的岩体强度是不可行的;基于岩体结构,应用室内试验与数值试验相结合确定大型节理岩体强度的方法是可行的。     

机车柴油机数据采集装置的开发及分析结果

日本九州铁路开发的柴油机数据采集装置可以安装在内燃动车柴油机上,直接在动车上进行柴油机参数的测定,因而在动车定期检修时不必把柴油机从动车上拆卸下来进行台架试验。介绍了该数据采集装置的结构原理、数据采集方法、利用采集的数据计算柴油机功率的方法和注意事项。试验表明,利用数据采集装置所测定、计算的数据与按原台架试验方法测得的数据是吻合的。     

地下工程风险管控第三方监测关键技术探讨

地下工程风险管控实施第三方监测,在对工程水文地质、施工中可能遇到的问题等风险源界定与辨识的基础上,结合数值模拟对监测点进行监测。介绍沉降监测点、桩顶水平位移监测点、桩体水平位移监测点、轴力计监测点等布设及监测方法;介绍监测数据分析方法一般步骤及流程及其如何剔除粗差,重点介绍数据拟合、数值模拟、等值线分析、曲线斜率等数据分析方法;结合工程水文地质、施工进度、现场巡视情况进行综合分析并给予安全评估建议。     

列控系统室内集成测试流程及方法的探讨

结合客运专线列控系统的科研开发和工程应用,以武广客运专线为例,对列控系统室内集成测试的流程、内容及方法进行探讨,通过C2/C3测试内容和方法的比照,提出了CTCS-3车地一体的SDT测试的优越性,SDT测试将会覆盖列控系统功能及全部工程配置数据。SDT测试已成功运用于武广工程,并证实了其有效性。     

轨道车辆车体气密强度试验系统研究与设计

为解决目前车体气密强度试验过程中压力加载系统与应力位移测试系统两者相互独立，测试位移方式为相对位移的问题，基于NI平台，借助NI-CompactRIO微控制器和Labview软件人机交互界面设计，采用迭代学习控制算法，开发了轨道车辆车体气密强度试验系统。该试验系统实现了车体气密强度试验过程中压力加载系统与应力位移测试系统耦合，当车体各测点应力位移测试值超出预警值，会自动反馈控制调节压力加载值，使其泄压，起到有效、及时地保护试验车体的作用，提高试验的安全性及智能化程度；同时能够对不同车型任意断面任意位置处车体结构绝对位移测试，提高测试可靠性及精准度，为车体结构优化设计提供数据支撑。     

芜湖长江大桥常规检定评估试验

为判别芜湖长江大桥当前安全运营状况,2014年对芜湖长江大桥进行了第一次常规检定评估试验。试验对结构应力、挠度、支座位移、索力、横竖向振幅和自振频率等进行了测试。实测结果表明:主桁主要杆件应力、跨中挠度、支座位移等测试结果与2000年成桥试验测试结果基本一致,结构受力正常且处于弹性工作阶段。应力和挠度实测动力系数均较小,振动各项指标(横向振幅、横向自振频率、加速度)均满足《桥检规》相关要求。     

大跨度独塔斜拉桥静动载试验研究

对252 m跨径的独塔斜拉桥--宜宾中坝金沙江大桥实施静力荷载试验,测试并分析静载工况下的主梁挠度、主塔塔顶变位、斜拉索索力增量、主梁与主塔的截面应力.试验结果表明桥跨结构受力合理,具有良好的刚度与强度.在动载试验中,测试桥跨结构的自振特性,并进行了行车激振试验,分析桥跨结构在行车下的冲击作用.同时分析了作为"指纹"档案的静动载试验结果在桥梁运营后的损伤检测中的应用理论与方法.