17号车钩、钩尾框疲劳寿命及可靠性分析

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1、北京交通大学硕上学位论文中文摘要摘要：大秦铁路两万吨运煤列车的开行，对晋煤外运和经济发展起到了十分重要作用，但同时也给车钩、钩尾框造成了严重的损伤，使车钩、钩尾框在短时间内普遍出现裂纹，给行车安全造成了极大威胁。因此研究两万吨载重下车钩和钩尾框的寿命具有十分重要的意义。本文以大秦铁路17号车钩和钩尾框为研究对象，对车钩、钩尾框进行了静强度分析：依据美国AAR机务规范的载荷谱以及大秦铁路实测载荷谱，采用局部应力应变法对车钩、钩尾框的裂纹萌生寿命进行了分析；根据上述两种载荷谱，采用断裂力学方法进行了车钩、钩尾框的裂纹扩展寿命分析；根据上述两种

2、载荷谱，采用蒙特卡洛方法，对车钩、钩尾框的裂纹扩展寿命进行了可靠性分析。具体包括以下几内容：1。根据二维图纸，采用SOLIDWORKS建立三维模型，采用ABAQUS软件对车钩、钩尾框进行了静强度分析。结果表明，危险部位应力较大并且和实际服役车钩、钩尾框产生裂纹和发生断裂的部位一致。2．采用实验室实测方法，测定了E级钢的稳态应力应变曲线。采用局部应力应变方法，根据AAR机务规范的载荷谱以及大秦铁路实测载荷谱对车钩、钩尾框进行了裂纹萌生寿命计算，并将两种载荷谱计算结果和实际寿命进行了比较分析。3．采用有限元方法中的1／4点位移法进行了钩尾框的

3、应力强度因子计算，采用Paris公式计算了车钩、钩尾框的裂纹扩展寿命，并对结果进行了分析。4．采用蒙特卡洛方法，对车钩、钩尾框的裂纹扩展寿命进行了可靠性分析，计算了不同寿命下车钩、钩尾框的失效概率。关键词：车钩，钩尾框，应力强度因子，裂纹萌生寿命，裂纹扩展寿命，可靠性分类号：111北京交通大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACT：ThestartingofDa-QmRailway20，000tonscoaltrainsmakesimportantsenseincoaltransportationandeconomicdevelop

4、ment，butalsocausesgreatdamagetothecouplerandthecoupleryoke，cracksappearuniversalinashorttime，whichcausegreatthreatentosafedriving．Soitissignificanttostudythefatiguelifeofthecouplerandthecoupleryoke．ThestudyobjectofthispaperistypeNO．17couplerandcoupleryokeandthispaperanaly

5、zesthestaticstrengthofthem．AccordingtotheAARspectrumandtestspectrumofDa-QinRailway，thecrackinitiationlifeofthemiscomputedbyusinglocalstress—strainmethod，thecrackpropagationlifeisestimatedusingfracturemechanicsmethodbasedonthetwospectraabove，andthereliabilityofcrackpropaga

6、tionlifeofthecouplerandthecoupleryokeisanalyzedwithMonteCarlomethodusedbasedonthetwospectraabove．Thepapercontainsthefollowingcontents：1．Establishthe3Dmodelrefertothe2DdrawingusingSOLIDWORKS，andanalyzethestaticstrengthofthecouplerandthecoupleryokeusingABAQUSsoftware．Theres

7、ultshowsthatcriticalsitesendurebiggerstressandactualcrackandfractm'eappearatthesamepoints．2．Getthesteady-statestress—straincurveofgradeEsteelbytest．AccordingtotheAARspectrumandtestspectrumofDa-QinRailway,thecrackinitiationlifeisestimatedusinglocalstress-strainmethodandcom

8、parisonofcomputedresultsandactuallifeisprocessed．3．Computethestressintensityfactorsbasedon1／4dis