提速货车转向架关键部件疲劳寿命及可靠性研究

摘要

铁路货车转向架在提速工况下的疲劳寿命和可靠性是货车提速最为关注的课题之一。转8AG是在原转8A型转向架基础上加装交叉杆改造而成的提速转向架，摇枕、侧架是三大件式货车转向架的基本组成部分，在运用中承受随机载荷。 本文综合有限元静态分析、运用数据调研、结构分析确定摇枕、侧架的疲劳控制点，分析了动应力测试的数据采集和处理方法；依据转8G(AG)摇枕、侧架剩余寿命试验，对采集到的数据进行数据处理编制应力谱；根据应力谱计算产生的损伤，按照Miner法则对转8AG摇枕、侧架在提速工况下的疲劳寿命进行估算，并对其疲劳寿命的可靠性的主要影响因素-应力分布进行统计推断。 本文对可靠性研究在我国铁路货车车辆设计和运用管理中的应用作了展望，结合货车转向架大部件寿命管理提出建议。

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致谢

1概述

1.1选题的背景和工程意义

1.2结构疲劳研究的发展

1.3结构可靠性研究的发展及应用

1.4本论文的研究内容

2摇枕侧架应力测量与分析

2.1摇枕侧架疲劳控制点确定

2.1.1静态有限元分析

2.1.2运用情况调查分析

2.1.3结构与承载分析

2.2动应力测量与数据处理方法

2.2.1应力数据测量方法与设备

2.2.2应力数据处理方法

2.3摇枕侧架室内动应力测试结果分析

2.4本章小结

3摇枕侧架疲劳寿命估算

3.1机械零件疲劳强度分析

3.1.1金属的疲劳破坏与应力循环

3.1.2材料S-N、P-S-N曲线

3.1.3影响疲劳强度的因素

3.2疲劳寿命估算方法

3.2.1名义应力法

3.2.2疲劳累积损伤

3.3摇枕、侧架疲劳寿命估算

3.3.1摇枕疲劳寿命估算

3.3.2侧架疲劳寿命估算

3.4本章小结

4疲劳寿命可靠性分析

4.1可靠性原理概述

4.1.1可靠性常用指标

4.2可靠性在疲劳设计中应用

4.2.1应力-强度干涉模型

4.2.2可靠性分析模型

4.3摇枕侧架应力分布

4.3.1摇枕线路运行应力分布的确定

4.3.2侧架线路运行应力分布的确定

4.4本章小结

5结论与展望

5.1摇枕侧架疲劳寿命估算的结论

5.2今后工作展望及结合转向架大部件寿命管理的建议

参考文献

攻读硕士学位期间研究工作和论文发表情况