70吨级通用敞车垂向、侧滚和扭转载荷谱的测试与研究

摘要

本文针对用于“十一五”期间全面开行的5000吨编组、120km/h的70吨级通用敞车的垂向、侧滚和扭转载荷进行了动应力测试与数据采集，利用测力摇枕与准静态方法，识别出了车体的垂向、侧滚和扭转载荷。测试线路选择了路况比较典型的隶属北京铁路局的双桥-洞庙河区间，曲线通过最高速度100 km/h。 本文主要作了以下几个方面的工作： 1．测力摇枕和动态应力测试。制作了测力摇枕，并对其进行了静强度检验和静态标定。介绍了动态应力测试的试验车辆、线路和编组方式等。 2．载荷识别。在实测动应力的基础上，采用准静态法对货车的心盘垂向载荷、心盘附加弯矩、车体的侧滚载荷和扭转载荷进行了识别。 3．载荷谱的编制。将识别出的实测载荷进行查找载荷峰谷值、小波处理、雨流计数和非损伤的循环处理，编制出了适合工程需要的环境事件载荷谱。 4．载荷主要影响因素的研究和统计。论述了货车运行在不同速度下，通过道岔和通过曲线对垂向载荷和横向载荷产生的影响，并统计出了比较有代表性的载荷信息。 5．最大载荷的统计推断。最大载荷对于疲劳损伤影响很大，对于具有一定统计规律的试验数据来说，通过有限的子样，采用数理统计的方法，可以拟合得到其分布函数，再利用概率计算的方法可以推断出最大载荷。并对所有区段的放大系数λ进行简要分析。 6．损伤检验。为了证明本次载荷谱测试与研究的正确性，将实测和统计推断后的载荷谱，与AAR标准90.7吨高边敞车线性转化到70吨的载荷谱，在相同里程下疲劳累积损伤量，进行了比较。

目录

文摘

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致谢

1绪论

1.1研究背景和选题依据

1.2国内外研究现状

1.3 70吨级通用敞车转向架简介

1.4本论文主要研究内容

2测力摇枕和动态应力测试

2.1测力摇枕的制作

2.2测力摇枕的静强度检验

2.2.1建立实体模型

2.2.2划分网格

2.2.3载荷工况及边界条件

2.2.4静强度设计载荷工况下的应力计算结果

2.3测力摇枕的静态标定

2.4车辆系统的动态应力测试

2.4.1试验车辆、线路、速度和编组方式

2.4.2测试设备和动态数据采集

2.4.3采样频率的选取

2.4.4传感器的选用

本章小结

3动态载荷识别

3.1动态载荷识别的意义

3.2载荷识别的方法

3.3车辆的自由度、广义坐标和振型

3.4车体垂向载荷的识别

3.5车体侧滚载荷与扭转弯矩的识别

3.6转向架浮沉载荷的识别

3.7确定测试数据的各种载荷时间历程

本章小结

4载荷谱的编制

4.1 AAR机务标准

4.2载荷谱的编制理论

4.2.1二维载荷谱的编制

4.2.2一维载荷谱的编制

4.3对实测载荷进行载荷谱编制

本章小结

5速度、路况对载荷谱的影响

5.1速度对载荷的影响

5.2通过道岔对载荷的影响

5.3通过曲线对车体载荷的影响

5.4铁路轨道不平顺对车体载荷的影响

5.5实际动载荷测试的路况信息

本章小结

6最大载荷的统计推断与载荷谱的疲劳检验

6.1载荷谱的最大载荷的统计推断

6.1.1载荷分布函数的确定

6.1.2 X2分布检验

6.1.3最大载荷的概率计算

6.1.4利用下降法求解等效频次分布函数

6.1.5算例与放大系数λ的探讨

6.2载荷谱的疲劳检验

6.2.1载荷幅值和载荷均值对累积损伤的影响

6.2.2 S-N曲线

6.2.3 Palmgren-Miner线性累积损伤理论

6.2.4小应力循环对疲劳累积损伤的影响

6.2.5与AAR的损伤对比

本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

作者简历