应用声发射技术研究车辆构件的疲劳断裂特性

声发射技术是根据材料或构件受力变形或断裂时发出的弹性波来判断其内部损伤程度的无损检测方法。它能连续检测结构内部损伤的全过程。本文介绍了声发射技术的特点和进行疲劳断裂监测的实验理论基础；并利用美国ＰＡＣ公司的ＬＯＣＡＮ３２０声发射仪测试４０号车轴钢疲劳裂纹扩展的声发射特性；最后对声发射技术在车辆构件疲劳断裂分析中的应用研究进行了探讨。     

铁路车辆悬挂件振动疲劳评估与结构优化研究

针对铁路车辆悬挂件疲劳失效问题，回顾了振动疲劳相关理论和既有公开发表的研究成果。梳理并研究了线路试验、台架试验和仿真评估等适用于铁路车辆悬挂件的振动疲劳强度评估方法；针对动应力测试数据的时域统计评估，提出了适用于带拐点的S-N曲线的等效应力计算公式。阐述了为提高铁路车辆悬挂件疲劳性能，在产品结构设计和运用维护方面可采取的改善措施；为避免系统在周期性激励下发生共振，经分析计算，给出了激励频率比的建议避让区间。最后以实例详细说明了悬挂件振动疲劳评估过程、疲劳问题原因分析、结构优化和验证过程，改进效果显著，表明所提方法对提升车辆悬挂件可靠性、确保车辆安全运用具有指导意义。     

机车司机疲劳检测系统研究与应用

分析机车行驶中司机产生疲劳的原因,介绍疲劳检测的方法及检测原理的行为特征、基本原理,在此基础上对疲劳驾驶检测系统硬件及软件的设计和实现进行研究,有效检测司机的疲劳状态并实现报警,从而减少机车司机在工作中因疲劳产生的行车事故.     

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。     

弯矩作用下钢轨疲劳裂纹扩展行为研究

研究目的：车辆在运行过程中受到多种载荷的相互作用。在多种因素作用下，如车轮本身有不圆度；车辆在通过曲线段、轨缝、岔道时对钢轨产生冲击，不可避免车轮会对钢轨产生法向载荷，从而使得弯矩对疲劳裂纹的萌生和扩展产生影响。为研究弯矩对不同材料钢轨疲劳性能的影响，本文在NENE-2型微动实验机上，对U71Mn、PD32种材料钢轨在弯矩作用下的疲劳裂纹扩展性能进行试验研究，据此提出减缓钢轨疲劳损伤的措施。研究结果：分析研究和试验表明，疲劳裂纹从应力集中点首先开始萌生，其中主剪切应力占有重要影响；静载作用时裂纹扩展方向会发生大角度改向，而动态加载过程中疲劳裂纹扩展方向稳定；相同加载速率条件下，PD3钢轨疲劳裂纹较U71Mn钢轨更易萌生与扩展。为了防止和减缓钢轨的疲劳损伤，应根据线路的类型和钢轨的实际工作环境选择适合材料的钢轨，货运重载线路，选择较高机械强度的PD3钢轨；高速线路，选择U71Mn钢轨．     

在役桥、门式起重机金属结构的疲劳检测与疲劳寿命估算

采用有限元结构分析软件，运用数学分析方法找出各种应力的危险部位。对桥、门式起重机金属结构的疲劳敏感区采用贴动态应变片的方法，进行额定工况下的应力跟踪。分别测出危险部位的应力状况；按照国家规范的要求，结合宏观检测数据及实际作业量计算，作出疲劳寿命年限估算，提供决策依据。     

铁路客货分线后桥梁的疲劳损伤分析及寿命评估

随着客运专线的建设和完善,实施客货分线,即将客运流量全部转移到客运专线上,既有线集中承担货物运输已成为铁路运输的发展趋势。本文以胶济线为研究对象,针对该线路客货分线后桥梁的疲劳损伤及寿命进行评估。在现有典型疲劳列车的基础上制定了分线后的疲劳列车,采用大型计算软件STAAD/PRO计算得到了疲劳列车的跨中弯矩历程,采用自编雨流统计程序得到弯矩谱,依据Miner线性累积损伤原理,进行桥梁的损伤分析及寿命评估,得到了分线后桥梁的累积损伤度、剩余寿命和寿命折减程度。     

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。     

低温环境下铁路钢桥疲劳断裂性能研究

针对青藏铁路修建中遇到的钢结构抗疲劳问题，以364根试件的裂纹尖端张开位移试验（CTOD）、702根试件的夏比V型缺口冲击试验（CVN）以及24mm钢板对接焊缝疲劳裂纹扩展速率试验的数据为依据，研究-50℃低温环境下铁路钢桥的疲劳断裂性能。采用常规疲劳试验和数据分析方法会得出“低温疲劳性能好于常温疲劳性能”的错误结论。断裂力学理论分析的结果表明，在相同应力条件下，低温时的疲劳容许裂纹长度（17mm）远小于常温情况（56mm）；相同疲劳循环次数下-50℃与常温的疲劳应力幅的比值为0．88；低温下裂纹稳定扩展区和急剧扩展区的交界点前移。根据研究结果确定，-50℃低温环境下钢桥的疲劳设计可采用现有桥梁钢结构规范规定的公式，但其疲劳容许应力幅取现行规范规定的常温值的80％，同时还应满足相应的构造细节设计及制造的特殊规定。     

疲劳失效寿命概率分布的连续模型

材料疲劳失效寿命分布的一般模型是在给定存活率下的疲劳曲线，而强度分布的建立，是基于给定存活率下的S－N模型，通过函数概率变换的方法实现。在某些情况下，如进行复杂应力条件下的疲劳素损伤分布分析，疲劳失交寿命和应力幅水平的连续分布模型更有意义。本文通过建立疲劳失效寿命分布参数与应力幅水平的关系，提出了一种的疲劳失效寿命关于应力幅水平概率分布的连续模型。由于疲劳试验的长时间和高费用以及在某些情况下，试验会意外终止，得到的疲劳失效寿命样本通常是不完全样本。因此，采用截尾数据的极大似然参数估计。为了建立分布参数与应力幅水产的一般规律，对疲劳试验数据手册中提供的多种材料中有代表性的金属材料分组疲劳试验数据进行了分析，结果是，随着应力幅水闰的降低，疲劳寿命分布的均值和方差均单调增加，疲劳寿命分布的概率密度曲线形态随着均值的增加而变遍、变宽。尽管材料不同，试验方法不同，试验数据的来源也不同，但所表现出的规律却是相同的。其一，概率密度曲线随应力幅水平而变化的规律是相同的；其次，均值和方差与应力幅水平成乘幂关系。通过对大量试验数据的分析，得到了两个基本的经验关系，其一是疲劳寿命均值与应力幅水平的关系；其二是方差与应力幅水平的关系。     

基于主动表观模型及PERCLOS的疲劳检测研究

针对城市轨道交通电客车司机长时间驾驶产生的疲劳问题，目前主要是通过规章制度及警惕按钮来解决，这样既增加司机的劳动强度，也对司机疲劳驾驶检测效果有限。文章针对电客车司机现场工作环境，提出了一种主动在线实时检测方法，该方法通过视频序列分析人脸信息，采用主动表观模型完成对人眼的识别及定位，采用PERCLOS算法完成对司机疲劳检测。实验证明，该模型和算法能够很好地完成对司机的疲劳检测。     

使用构件和零件的实际疲劳特性进行车辆疲劳寿命预测

疲劳寿命计算是机械设计的重要步骤,而利用标称应力和可比构件或零件的实际疲劳特性这一疲劳分析方法是疲劳寿命计算的有效方法。本文详细地阐述其计算原理和具体步骤,并将此疲劳分析方法应用于货车车辆实际的疲劳计算中,验证了该方法具有很好的应用价值。     

高速列车空心车轴全尺寸疲劳试验方法研究

高速列车空心车轴的主要失效方式为疲劳失效,因此疲劳性能是车轴研制和生产中至关重要的考核指标,欧洲EN标准规定了车轴疲劳性能指标和疲劳试验的基本要求。现基于EN标准,研究制定了国内高速空心车轴全尺寸疲劳试验方法,并首次进行了国产车轴的疲劳试验。主要探讨了疲劳试件设计、考核截面位置的确定、以及疲劳载荷计算等问题。同时,分析和研究了EN标准F1轴疲劳性能指标的含义,为F1轴疲劳载荷的确定提供了依据。高速车轴疲劳试验方法的探讨和疲劳试验结果表明,所确定的试验方法及其技术要求是合理可行的。本研究对高速车轴的疲劳试验技术、及制定国内相应试验规范有一定的参考意义和实用价值。     

基于频域法的高速列车转向架附属设备随机振动疲劳寿命评估方法研究

近年来，基于频域法的随机振动疲劳寿命评估方法因具有简洁性和计算高效性的优点而被广泛运用到实际工程中。但是频域法模型的种类繁多，在相同的应力功率谱下使用不同频域法模型得到的疲劳结果有很大差异，因此，对某一结构在特定载荷和响应谱条件下的频域法模型进行研究是极具意义的。文章以高速列车转向架的附属设备作为研究载体，基于IEC 61373:2010标准，运用雨流循环计数法和傅里叶逆变化时域模拟方法，提出了一种适用于转向架附属设备的随机振动疲劳寿命频域法计算模型。设置了3组加速度功率谱载荷下的随机振动疲劳试验，将各种频域法模型计算得到的疲劳寿命和试验寿命进行了对比。结果表明，文章所提出的模型计算疲劳寿命与随机振动疲劳寿命试验值的误差最小，验证了常用频域法模型和文章提出的频域法模型的准确性和有效性。     

货车车体结构腐蚀损伤与疲劳寿命研究

研究了车辆承载构件在运用环境腐蚀和应力联合作用下的腐蚀疲劳问题，探讨了考虑可靠度的腐蚀疲劳损伤分析与计算方法，并以C64型敞车为对象，选择车体结构危险部位进行了组合工况下腐蚀疲劳损伤与疲劳寿命实例计算，着重分析了腐蚀对C64型敞车疲劳损伤及疲劳寿命的影响。     

用疲劳破坏相似理论计算内燃机车柴油机的曲轴

本文为内燃机车柴油机高强度铸铁曲轴得出了疲劳破坏相似方程的参数；为连杆颈直径为１６５￣２００ｍｍ的铸铁曲轴找出了疲劳曲线方程的参数；对１６ЧＨ２６／２６型柴油机曲轴进行了疲劳计算，建立了曲轴寿命分布函数，证明原始制件圆角部位安全系数是足够的；试验研究和１６ЧＨ２６／２６型柴油机在干线内燃机车上的长期使用经验证明所得计算数据是可靠的；本文介绍的曲轴寿命计算方法可推荐用来评定新结构曲轴的帮助。     

混凝土在重复荷载作用下疲劳寿命分布的概率方法研究

混凝土在重复荷载作用下的疲劳寿命由于不可避免的随机因素的干挠，具有较大的离散性，因此有必要把概率的方法引入混凝土疲劳寿命的研究中去。本文根据混凝土在疲劳荷载下的损伤机理，提出以应变做为表征其损伤程度的量度。并由疲劳损伤过程与马尔可夫过程的数学相似性，认为可以考虑混凝土的疲劳损伤过程具有马尔可夫性。通过求解FOKKER-PLANCK方程，我出疲劳损伤状态的转移概率密度函数，求出在指定时间下疲劳损伤分布，也可求出在给定的临界损伤后的疲劳寿命分布。经与试验相比较，可知由此方法推出的寿命分布函数较对数正态分布更为接近试验数据，且具有较大的适用范围。该方法在进行铁路桥梁疲劳可靠性分析中是有用的。     

42CrMo钢缺口疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展规律的研究

通过研究机车车辆零部件的常用钢种４２ＣｒＭｏ在不同应力比下三点弯曲缺口试件的疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展规律，确定了该钢的缺口根部最大应力范围Δσｍａｘ和疲劳裂纹萌生周次Ｎｉ的关系，疲劳裂纹萌生门槛值（Δσｍａｘ）ｔｈ及短裂纹扩展规律ｄａ／ｄＮ＝ｃσα＾ｎ．α；提出了一种估算缺口试件疲劳寿命的方法。     

弹性车轮用橡胶减振材料疲劳性能的研究

疲劳是破坏橡胶减振制品的一个重要因素,橡胶减振制品的疲劳性能严重影响其使用寿命,本文通过一种简便的测试橡胶疲劳方法,对不同配方的橡胶材料进行疲劳性能研究,考察了各种因素对橡胶疲劳性能的影响。该方法可以有效地检测橡胶材料的疲劳特性,预测橡胶减振制品的使用寿命.     

中国煤矿工人体能负荷疲劳与工伤事故

中国煤矿工人体能负荷疲劳与工伤事故煤炭部职业医学研究所（１０２３００）邢娟娟刘卫东张建伟体力负荷过重而导致的疲劳可能是引起事故发生不可忽视的原因。本研究调查矿工劳动负荷现状，分析疲劳对工伤事故发生的潜在影响，提出减少负荷避免重度疲劳和预防事故的依据。...