30t轴重货车副构架疲劳强度研究

摘要

发展重载铁路货运、研制30t轴重以上的大轴重货车是我国重载运输发展的目标。我国在副构架径向转向架的研制技术上已经有一定的基础，但对于30t轴重以上的重载运输研究尚有不足。为保证列车的运营安全，需要对副构架进行疲劳分析，同时由于在实际运营过程中，列车受到多种工况（小曲线、道岔、速度等工况）的影响，进行基于实测数据的疲劳分析很有必要。
　　本文以北大牛-东冶的试验列车为基础，以DZ6副构架为研究对象，通过有限元计算分析，确定其关键部位并进行了动应力跟踪测试，获得了应力-时间数据，对试验数据进行威布尔分布拟合，并对其编制了一维谱和二维谱;制定了AAR缺陷系数下的三参数S-N曲线;计算了基于名义应力和结构应力下的损伤，并将其损伤与分布函数下的损伤进行对比，得到了Miner线性累积损伤理论、Corten非线性累积损伤理论和基于功率谱密度方法下的疲劳寿命;最后，对副构架不同部位测点应力的相关性进行了分析，对不同工况下的疲劳控制部位进行了频谱分析，并对大能量来源作出了推断。
　　试验结果表明:正常铸造下的DZ6副构架的疲劳寿命能满足运营要求。

目录

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致谢

摘要

1．绪论

1．1 选题背景及意义

1．1．1 我国货车运输发展现状

1．1．2 我国的重载货车转向架

1．2 疲劳研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 论文研究内容

2 动应力测试

2．1 试验内容

2．1．1 试验对象

2．1．2 试验线路及安排

2．2 测试方案

2．2．1 动应力测点的选择方法

2．2．2 有限元应力分析

2．2．3 采集设备

2．3 本章小结

3．副构架的应力谱编制

3．1 数据处理方法研究

3．1．1 零漂处理

3．1．2 应变转应力

3．1．3 滤波处理

3．1．4 峰谷值的挑选

3．1．5 雨流计数

3．1．6 实验数据处理软件

3．2 应力谱的编制

3．2．1 应力谱编制方法

3．2．2 一维应力谱编制

3．2．3 二维应力谱编制

3．3 应力谱离散级数与疲劳计算精度

3．4 应力谱统计推断

3．4．1 威布尔分布的基本理论及其参数估计

3．4．2 假设检验基本思想

3．4．3 实测应力谱的分布拟合

3．5 本章小结

4．DZ6副构架S-N曲线的建立

4．1 影响副构架疲劳强度的因素

4．2 副构架S-N曲线的建立

4．2．1 基本S-N曲线

4．2．2 S-N曲线的数学表达式

4．2．3 DZ6副构架S-N曲线的拟合

4．3 本章小结

5．副构架的寿命计算评估

5．1 疲劳寿命评估概述

5．1．1 疲劳分析的意义及方法

5．1．2 名义应力法

5．1．3 疲劳累积损伤理论

5．2 实测应力谱的损伤计算

5．2．1 疲劳损伤计算方法

5．2．2 疲劳损伤计算结果

5．3 基于AAR标准下的分布函数的损伤

5．4 疲劳寿命计算方法

5．4．1 Miner线性累积损伤寿命

5．4．2 Corten-Dolan非线性累积损伤寿命

5．5 基于功率谱密度的寿命

5．5．1 功率谱及其获得方法

5．5．2 基于功率谱密度的疲劳寿命评估

5．6 本章小结

6．DZ6副构架薄弱位置原因探析

6．1 DZ6副构架频域分析方法

6．1．1 傅里叶变换

6．1．2 相关性分析

6．2 副构架测点的频谱分析

6．2．1 不同工况下的频谱分析

6．2．2 振动能量来源分析

6．3 本章小结

7．结论

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

作者简历

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