轨道车辆关键部件的疲劳寿命预测

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1、河南科技大学硕士学位论文轨道车辆关键部件的疲劳寿命预测姓名：苏德强申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：胡志刚20080601摘要论文题目：轨道车辆关键部件的疲劳寿命预测专业：机械电子工程研究生：苏德强指导教师：胡志刚摘要随着轨道车辆的设计向着轻量化、高速化和重载化方向发展，其结构的核心问题，不再局限于强度和刚度问题，而实现结构的长寿命、高可靠性和低成本维修成为设计人员越来越关心的问题。在车辆的设计阶段能够相对准确的预测和控制结构的疲劳寿命，显得尤为重要。本文在分析国内外车辆结构疲劳问题的研究成果的基础上，分别采用解析法和数值模拟法对B型城市轨道

2、车辆关键部件(牵引梁和车轴)的疲劳寿命进行了分析研究。首先在结构细节疲劳额定值法分析的基础上，提出了针对轨道车辆结构4细节的疲劳额定值法，推导了中长寿命范围(10～∞)内基于RDFR法的疲劳寿命预测公式，并编写了RDFR法的计算程序，接着结合轨道车辆牵引梁的特殊结构细节，验证了此方法可以被用来进行评估和分析国内车辆主要结构部件的疲劳寿命。其次，运用车辆动力学仿真软件ADAMS/Rail，建立了该B型轨道车辆的动力学分析模型，在线路激励谱的作用下，计算得到了轮对结构所受轮轨力的载荷-时间历程。并运用有限元分析方法，建立了轮对的有限元模型，进行了静强度分析，

3、得到了轮对结构的应力响应。最后，结合动力学仿真结果，利用准静态法对车轴进行了数值疲劳仿真并预测了其疲劳寿命，找出了车轴的危险和薄弱部位，其寿命预测结果符合车轴实际使用情况。关键词：轨道车辆，细节疲劳额定值，疲劳寿命，牵引梁，车轴,数值疲劳仿真论文类型：应用基础研究IABSTRACTSubject:TheFatigueLifePredictionofKeyPartsofRailwayVehicleSpecialty:MechanicalandElectronicEngineeringName:SuDe-qiangSupervisor:HuZhi-gangA

4、BSTRACTDuetoweight-reduction,high-speedandhaul-heavyload,thestructureofrailwayvehiclesdemandsnotonlyappropriatestrengthandstiffnessbutalsolongfatiguelife,highreliabilityandlowrepairingcostwhichbecomemoreandmoreconcerningofdesignpersonnel.Itisveryimportanttopredictandcontrolfatigu

5、elifeforrailwayvehicleduringthestageofdesign.Onthefoundationoftheresearchresultoftheanalysisfatigueproblemsofdomesticandinternationalrailwayvehicle,thisdissertationhascarriedonanalyticalresearchonthefatiguelifeofthekeyparts(draftsillandaxle)ofB-typerailwayvehiclebyanalyticalandnu

6、mericalsimulationmethods.First,basedontheanalysisonofdetailfatiguerating,thispaperhasderivedthedetailfatigueratingforthestructureofrailwayvehicle,deducedtheformulasforforecastingthefatiguelifeinmedium4longlifespan(10～∞)andwrittentheprogramforit.Andcombinedwiththespecialstructured

7、etailofdraftsillofrailwayvehicle,thismethodisverifiedcanbeusedtocarryonthevaluationandanalysisfatiguelifespanoflocalvehiclemainstructureparts.Secondly,usingthevehicledynamicsoftwareADAMS/Rail,thedynamicsimulationmodelofB-typerailwayvehiclehasbeenestablished,underthegiventrackexci

8、tation,theloadtimecourseofwheel-trackfor