基于虚拟激励算法与频域主S-N曲线法的转向架随机振动疲劳分析

摘要

针对转向架设计初期阶段，仿真计算随机激励下构架振动响应谱计算量大与名义应力法预测构架焊缝疲劳寿命具有离散性的问题，建立简化的地铁车辆有限元模型，将大质量数置入轮轨接触点，依据虚拟激励算法与大质量法理论，将轨道不平顺位移激励转化为力激励施加于大质量点，直接求解构架振动响应的绝对位移功率谱，分别基于频域名义应力法与频域主S-N曲线法对构架进行随机振动疲劳寿命预测。计算过程表明，虚拟激励算法能快速、准确地求解构架振动响应谱；计算结果表明，构架的沉浮、横移与扭转模态对其疲劳寿命有较大的影响。同时，频域主S-N曲线法预测的构架焊缝疲劳寿命结果具有更好的一致性与准确性，且还可有效地识别焊缝的应力集中现象。