动车组车轴疲劳裂纹应力强度因子和可靠性分析

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致谢

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内外轮轴疲劳研究现状

1.2.2 国内外轮轴裂纹扩展研究现状

1.3 论文主要研究内容和方法

2 车轴疲劳寿命研究方法

2.1 疲劳寿命研究综述

2.1.1 疲劳寿命预测方法

2.1.2 疲劳累积损伤

2.2 车轴钢S-N曲线

2.2.1 车轴钢光滑S-N曲线

2.2.2 车轴钢缺口S-N曲线

2.3 车轴钢的裂纹扩展特性

2.3.1 裂纹扩展理论综述

2.3.2 车轴裂纹扩展性能研究

2.4 裂纹扩展寿命预测方法

2.4.1 恒幅循环应力条件下的累积损伤进程

2.4.2 变幅加载条件下的疲劳裂纹扩展寿命

2.5 可靠度评价方法

2.5.1 可靠度基本理论

2.5.2 结构可靠度计算方法

2.5.3 轮轴可靠度评价方法

2.6 本章小结

3 车轴疲劳强度研究

3.1 车轴疲劳载荷分析

3.2 有限元建模与仿真

3.2.1 轮轴有限元模型的建立

3.2.2 施加载荷约束

3.2.3 计算结果

3.3 轮轴模态分析和谐响应分析

3.3.1 轮轴模态分析

3.3.2 谐响应分析

3.4 车轴应力谱的编制

3.4.1 动应力测试试验

3.4.2 应力谱结果

3.5 车轴等效应力的计算

3.6 本章小结

4 车轴表面裂纹应力强度因子分析

4. 1 裂纹尖端的应力和位移

4. 2 应力强度因子解析模型

4.2.1 实心圆柱体半椭圆表面裂纹应力强度因子解析模型

4.2.2 空心车轴表面半椭圆裂纹应力强度因子解析模型

4.3 车轴表面裂纹应力强度因子解析解

4.4 车轴表面裂纹应力强度因子有限元解析

4.5 临界裂纹尺寸与裂纹扩展寿命

4.6 本章小结

5 车轴表面损伤可靠度计算与评估

5.1 应力-强度干涉理论

5.2 车轴疲劳可靠度评估模型

5.3损伤情况下车轴可靠度的计算与分析

5.3.1 初始裂纹对车轴可靠度和寿命的影响

5.3.2 变异系数对可靠度影响

5.3.3 等效应力和修正系数对车轴可靠度的影响

5.4 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果

独创性声明

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