罐车车体结构的疲劳损伤规律研究

摘要

目前，我国铁路货车已经完成了5000吨重载编组、万吨重载编组，甚至大秦线已开行了2万吨重载编组的列车。铁路货车自提速、重载以来，车体部位在运行时，疲劳失效问题日益突出，并会对行车安全构成一定的威胁。为确保运行安全，需要对车体进行疲劳分析，同时，由于列车运行过程中，受到小曲线、道岔、速度等工况影响，故基于实测线路对车体的疲劳分析很有必要。
　　本文以京广线古培塘-新开铺间27t轴重货车（混编）适应性试验为基础，对长江公司的新型U80H型水泥罐车的车钩力以及罐车车体关键部位的动应力进行了跟踪测试;对试验载荷/应力-时间历程的数据进行了处理，包括:雨流法计数，八级一维谱、八级二维谱的生成，等效载荷/应力的计算;同时编制了不同工况下车体测点的应力谱、车钩力的纵向载荷谱;计算了不同工况下罐车车体的疲劳损伤;分析总结了车钩力与罐车车体应力的相关性;有限元分析了车钩力对车体测点应力的影响;最后分析了U80H型水泥罐车车体的疲劳可靠性，并基于实测应力谱对罐车车体的疲劳寿命进行预测。

目录

声明

致谢

摘要

1 前言

1．1 选题背景

1．2 罐车介绍

1．3 疲劳研究的发展现状

1．4 论文的研究内容

2 动应力、车钩力测试

2．1 试验内容和方案

2．1．1 试验方案

2．1．2 试验线路

2．1．3 编组情况

2．2 测试设备

2．2．1 车钩测力传感器

2．2．2 动应力测点

2．2．3 采集设备

2．3 测力车钩的静态标定

2．4 本章小结

3 车钩力与动应力响应特征研究

3．1 数据处理

3．1．1 雨流计数法

3．1．2 数据处理

3．2 数据分析

3．2．1 不同轴重的应力响应

3．2．2 车钩力与应力之间关系

3．2．3 相关性

3．3 本章总结

4 载荷谱与应力谱编制

4．1 载荷谱编制

4．1．1 变均值法

4．1．2 (Fmax-Fmin-频次)载荷谱

4．1．3 不同工况载荷谱编制

4．1．4 累积频数曲线

4．2 应力谱编制

4．2．1 应力谱

4．2．2 不同速度应力谱编制

4．3 本章小结

5 车体疲劳损伤规律与寿命预测

5．1 疲劳损伤计算

5．1．1 直线工况测点的疲劳损伤

5．1．2 不同轴重工况测点的疲劳损伤

5．1．3 不同速度工况测点的疲劳损伤

5．2 车体有限元计算

5．2．1 有限元仿真

5．2．2 测点应力理论计算

5．2．3 测点损伤计算

5．3 损伤一致性

5．3．1 损伤一致性理论

5．3．2 损伤一致性校准

5．4 寿命预测

5．4．1 S-N曲线

5．4．2 Miner的线性损伤理论

5．4．3 疲劳寿命计算方法

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果