温度应力下动车组连接器加速试验与寿命预测

为预测连接器的寿命趋势,减少器件检修时不必要的更换,文章以某型车端高压连接器为研究对象,以连接器的接触电阻退化作为参数指标,通过恒定温度应力加速退化实验获得其性能退化数据。利用阿伦尼斯模型描述样品寿命与温度之间的关系,使用逆高斯分布描述寿命函数,采用极大似然估计法对连接器的接触电阻性能退化数据进行数理统计,求解模型参数,对连接器进行了寿命预测,对其可靠性检测工艺及其加速寿命试验相关技术进行了研究。     

加速寿命试验的预试验设计和实施

为有效进行加速寿命试验方案的设计,完成轨道交通电子产品的剩余寿命预测,需要设计并实施加速寿命试验的预试验。根据产品运行的环境特点,结合可靠性研制试验的步进应力施加方法,分温度、湿度和振动3种应力分别设计预试验。通过预试验实施,确定了温度、湿度和振动的极限应力水平,相关试验结果可为加速寿命试验方案设计提供输入和指导。     

基于仿真的动车组通信板寿命评估技术

为了提高电子产品的可靠性以及节约电子产品寿命评估的费用,缩短寿命评估的周期,提出通过寿命仿真技术对电子产品进行寿命评估。以动车组通信板(TRC)为研究对象,首先分析了通信板(TRC)的原理、性能参数及应力,提出了通过SolidWorks、Flotherm、Calce PWA软件建模和应力分析进行通信板的寿命仿真的流程方法 ,然后对通信板(TRC)的可靠性进行评估。与此同时通过通信板(TRC)的加速寿命试验,对寿命仿真的评估进行验证,实物寿命试验评估值与仿真寿命值比较接近,为电子产品的寿命预测技术研究提供新思路。     

基于Wiener过程的步退加速退化试验方法研究

为了分析铁路继电器在工作过程中的可靠性,研究环境应力中温度对铁路继电器性能的影响。分析继电器触头在温度应力下的失效机理,在化学侵蚀和电弧侵蚀2方面开展继电器性能退化的研究。为了更快速、准确地了解继电器温度应力作用下的性能退化量,提出步退应力加速退化试验方法,对试验应力水平的选择、样品数量的确定及试验时间等进行分析。针对试验过程中继电器接触电阻的退化,应用Wiener过程对继电器累积退化量进行处理,得到继电器在试验过程中的退化方程和可靠度函数。     

高速列车液晶显示器可靠性强化试验技术研究

针对高速列车液晶显示器型式试验所导致的产品寿命损伤无法量化及试验周期较长的情况,从显示器的设计寿命与实际使用工况出发,通过强化试验模型推算出与现场实际损伤等效的试验参数,研制了温度循环与综合应力2种可靠性强化试验剖面,确保了产品具有足够的强壮度,避免了因试验过度强化而导致其可靠性过高的问题。通过试验,迅速激发了产品的多类潜在故障,经故障分析与改进,提高了其固有可靠性。     

基于加速退化数据的动车组电连接器寿命预测研究

电连接器对于动车组安全可靠稳定地运行至关重要。为提高电连接器产品寿命预测的效率与准确度,通过设计实施连接器加速试验,获取产品性能退化数据,采用寿命预测物理模型与数据处理算法,基于退化量分布的加速退化数据建模流程,实现动车组电连接器可靠度与寿命的评估。据此设计了基于退化数据的寿命预测软件,实现了退化数据预处理、数据分布拟合、模型参数计算、模型曲线绘制与寿命值的预测。     

加速锈蚀钢筋的疲劳试验研究

采用外加电流加速锈蚀方法获取锈蚀钢筋并进行轴向拉伸疲劳试验,研究锈蚀钢筋的疲劳寿命退化规律。对7根未锈蚀钢筋试件和34根加速锈蚀钢筋试件进行轴向拉伸疲劳试验研究,分析应力幅值与平均截面锈蚀率对钢筋疲劳寿命的影响。钢筋试件近似按平均截面锈蚀率分为0、5%、10%、15%和20%等5组。研究结果表明:锈蚀后钢筋疲劳寿命显著降低,但不同锈蚀程度钢筋试件的应力幅值与疲劳寿命之间均呈对数线性关系;与未锈蚀钢筋试件相比,平均截面锈蚀率为5%、10%、15%和20%的钢筋试件疲劳寿命分别下降了70%、80%、90%和95%;锈后钢筋试件的疲劳寿命近似按指数规律衰减。     

铁路继电器温度加速寿命试验方案设计与分析

铁路继电器是铁路设备中的关键器件,它在运行中的可靠性与安全性是确保各种自动控制设备正常工作的保证。分析影响铁路电器正常工作的主要环境因素,对铁路继电器在温度应力和振动应力下机械特性和电气特性的失效机理进行研究。为了更快速、准确的了解其振动和温度应力作用下的可靠性寿命,设计在规定随机振动应力下施加4个温度水平的加速寿命试验方案,确定铁路继电器在机械特性和电气特性2方面的失效判据,机械参数、电气参数、触头动作特性和表面形貌的三维参数是对继电器的失效判据和分析的必备数据。根据铁路继电器的失效寿命特性确定失效寿命分布与可靠性统计模型,并进一步阐述了无失效试验数据的可靠性分析方法。     

DTECS-2的可靠性强化试验

针对目前轨道交通领域尚无可靠性强化试验标准的现状,通过分析DTECS-2所历经的主要环境,确定了影响其可靠性的主要敏感应力,设计了由温度步进应力试验(低温步进、高温步进)、快速温度循环试验、振动步进应力试验、综合应力试验组成的可靠性强化试验方案。通过试验激发出34类产品故障模式,经故障模式分析与改进,大大提高了产品的固有可靠性。     

铁路货车可靠性试验方法及评价标准的研究

在中国铁道科学研究院环行试验基地进行的历时5年的提速货车120 km.h-1可靠性试验的基础上,结合运营线试验分析,提出铁路货车可靠性试验方法:参试车辆应具有代表性;试验线路应具有典型性,并设置一定的线路不平顺;试验里程为1至2个段修期;最高运行速度的试验里程不应低于总里程的60%。在分析测试结果、故障分布及车辆可靠性指标和铁路货车关键部件的疲劳特性的基础上,依据故障的严重程度和对车辆维修的影响,对故障进行分类与加权,计算货车的平均无故障时间和故障率,并进行评价;将落车时实测的静应力与运行中测得的动应力叠加并用Goodman方程转换,得出以对称循环表征的疲劳等效应力,结合对称循环概率疲劳等效应力和部件细节对称循环的概率应力—寿命曲线,通过Miner线性累积损伤法实现转向架关键部件疲劳寿命的可靠性预测。     

高速列车转向架构架结构的疲劳可靠性模型

为了准确评估高速列车转向架构架的疲劳可靠性,通过转向架构架相同材料焊缝结构的多级小样本疲劳试验数据,得到指定寿命下疲劳强度分布的概率密度函数;采用双参数雨流计数法,根据实测构架结构的复杂随机应力—时间历程曲线编制构架的应力谱,再按照Miner准则和疲劳损伤等效原则计算对应的恒幅对称循环等效应力,并由此拟合得到高速列车服役寿命下等效应力分布的概率密度函数;根据得到的构架疲劳强度分布函数和等效应力分布函数,以等效应力小于疲劳强度为疲劳破坏判据,建立高速列车转向架构架的等效应力—疲劳强度可靠性模型。以某型高速列车转向架构架横侧梁连接处为对象,基于焊接结构疲劳试验和长期跟踪测试试验数据,对模型进行验证。结果表明:模型可用于评估构架的疲劳可靠性,可为焊接构架结构的进一步优化及全寿命周期管理提供依据;该型高速列车转向架的构架结构在1 200万km总运行里程的服役寿命下,其可靠度达99.36%,安全系数较高。     

动车组控制单元寿命试验研究

近年来,随着轨道交通技术的发展,复兴号高速动车组列车大量投入使用,且成为我国居民出行的重要交通工具,其中动车组控制单元电子产品作为关键部件,是列车安全运行的重要保证。为进一步提升动车组控制单元电子产品检修效率,提高产品质量和可靠性水平,文章选取典型的动车组控制单元电子产品为研究对象,在分析其运行环境及寿命指标基础上,以产品的主要敏感应力作为试验条件,采用基于威布尔分布的模型,结合加速试验方法开展可靠寿命试验设计研究,探讨一种适用于动车组控制单元电子产品整机可靠寿命评估的方法,对提升产品可靠性及维保策略提供有效的数据参考和借鉴。     

基于可靠性仿真的寿命预测技术及应用

为实现产品寿命的快速评估,探讨了基于可靠性仿真的寿命预测方法的适用性及有效性情况。以某车载处理器模块为研究对象,找到了热、振动设计的薄弱环节,预测了平均寿命指标为4.84年。该方法相对于可靠性预计的寿命评估技术,不依赖于器件手册的故障率数据,预测精度较高,相对于加速寿命试验的寿命评估技术,预测周期及试验成本可以极大缩减,具有广阔的应用前景。     

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。     

电磁阀产品的可靠性强化试验方法研究

可靠性强化试验是一种通过逐步地增强施加在试验产品上的试验应力，确定产品耐受应力极限的试验，具有试验周期短、暴露故障快的特点，是提高产品固有可靠性水平的有效手段。文中基于轨道交通制动系统所使用的某型电磁阀，设计了其可靠性强化试验的工作流程，制定各个阶段的试验剖面，并开展相应试验。根据试验结果，表明该工程应用可行，为电磁阀的优化改进提供了方向。     

铁路货车车体疲劳试验台关键技术

为完善铁路货车的疲劳可靠性评估标准和评估体系,设计并建造了由电液伺服液压系统、机械结构系统、电气控制及安全监控系统、测试数据采集及处理系统以及配套的基础设施等5部分组成,以模拟摇枕的垂向、横向、纵向作动器及车钩力作动器为加载系统的铁路货车车体疲劳与整车振动试验台;基于所提出的车体疲劳试验(车体的在线运行状态模拟和加速疲劳试验)核心原理,开发了车体疲劳试验的线路动态响应谱测试、测试数据处理、试验台驱动文件编制、疲劳试验及其过程监控5项关键技术。以C70E型通用敞车的重车车体疲劳试验为例,在试验台上模拟其在北京—成都间累计运行等效总里程约314.2万km后,对该车车体的疲劳可靠性进行评估。结果表明:驱动文件重复执行时车体加速度的均方根误差小于5%、关键点应力的均方根误差小于17%,车体在线运行状态的模拟精度满足铁路货车车体疲劳试验的要求;C70E型通用敞车的车体能满足25a设计寿命的要求,验证了所提出试验原理及各项关键技术的适用性和有效性。     

提速转向架焊接构架疲劳寿命的实用分析方法

评估随机载荷作用下焊接构架的疲劳强度,并开展随机载荷下焊接构架疲劳寿命及可靠性研究。提出焊接构架疲劳控制部位的确定方法。开发用于采集应力时间历程的多通道、能连续十几小时工作的数据采集系统,研究了多种提高数据可靠性技术。建立基于累积破坏率的非线性二维疲劳累积操作准则及可靠性分析判据,在此基础上建立疲劳寿命及可靠性分析模型。对焊接构架用16MnR钢两种常用接头进行了系统的疲劳试验研究,得出接头疲劳性能数据曲面。对提速客车所用的209HS型转向架焊接构架的疲劳寿命及可靠性进行分析计算,得出可靠度为50%条件下大约可以运用5 75年;在99%的可靠度下,只能运用2 47年的结论。     

轨道车辆制动产品橡胶件加速寿命试验研究

根据橡胶件在制动产品中的实际工作状态分析了橡胶件的失效机理,确定了影响使用寿命的特征参数,结合橡胶样件的阿累尼乌斯模型建立某种配方橡胶件的加速寿命模型,研究了一定应力下的高温加速寿命试验方法,并以空重阀橡胶件为例,进行了高温加速寿命试验。研究结果表明,高温加速因子的确定方法具有可操作性,能有效验证制动产品橡胶件使用寿命。     

货车螺旋弹簧疲劳寿命可靠性分析

通过对转８Ａ枕簧疲劳试验数据的统计分析及其强度的可靠性校核，找出了影响弹簧疲劳寿命的主要因素。借鉴国内外先进经验，确定了螺旋弹簧的可靠性指标。同时，针对影响弹簧寿命的主要因素提出了相应的意见和建议。     

机车柴油机及其零部件可靠性和寿命研究初探

介绍了国内外在柴油机可靠性和寿命研究方面的一些情况，指出了国内机车柴油机在强化水平和可靠性方面与国外的差距，提出了机车柴油机可靠性和寿命预测研究的基本内容，对如何加强国内机车柴油机可靠性管理方面提出了意见和建议。