高速列車車體疲勞強度可靠性分析.pdf

1、高速列車與傳統(tǒng)鐵道車輛的區(qū)別在于:高速列車采用固定編組和動力分散式驅(qū)動方式，運行速度一般高于200km/h;車體設(shè)計采用輕量化鋁合金材料，取消地板縱向中梁和橫梁結(jié)構(gòu)，大量采用中空擠壓鋁合金型材;車輛固定設(shè)備采用懸吊方式安裝在車體下面，降低了車體重心，節(jié)省了安裝空間等。高速列車車體結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料的改變的同時，對其結(jié)構(gòu)的安全可靠性要求進一步提高，一旦發(fā)生結(jié)構(gòu)疲勞可靠性問題，后果不堪設(shè)想。本論文以某型高速列車車體為研究對象，對其疲勞強度可靠性

2、展開研究，為高速列車車體設(shè)計分析方法提供參考。
　　首先建立了車體有限元模型，對歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12663-1、日本標(biāo)準(zhǔn)JIS E7106和我國《200km/h及以上速度級鐵道車輛強度設(shè)計及試驗鑒定暫行規(guī)定》三個車體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對比分析，并且考慮了氣動載荷的影響，組合得到了評價車體強度可靠性的靜強度和疲勞強度載荷工況。在對車體進行有限元分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合車體鋁合金材料強度性能數(shù)據(jù)，繪制車體材料Goodman曲線，基于最大主應(yīng)力方法對車體疲

3、勞強度進行分析，得到不同可靠度下車體靜強度和疲勞強度安全系數(shù)，評價了車體的靜強度和疲勞強度可靠性，對傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方法應(yīng)用有借鑒意義。
　　然后建立了車輛系統(tǒng)動力學(xué)模型，獲得車體動態(tài)載荷歷程。采用多項式擬合法將動態(tài)載荷歷程轉(zhuǎn)化為關(guān)注部位應(yīng)力時間歷程，通過雨流計數(shù)法得到應(yīng)力塊譜并確定其概率密度函數(shù)，建立動態(tài)應(yīng)力強度干涉模型，分別對不考慮強度退化和考慮強度退化兩種情況下車體關(guān)注部位動態(tài)可靠度及失效率進行分析。隨著服役里程增加關(guān)注點動態(tài)

4、可靠度不斷降低，其中車門部位可靠度下降最為明顯;考慮強度退化時，關(guān)注部位疲勞損傷不斷累積增大，疲勞強度抗力逐漸下降，關(guān)注點動態(tài)可靠度不斷下降且更為明顯，同時隨著列車服役里程的增加，關(guān)注部位失效率先迅速下降，轉(zhuǎn)而逐漸增大，具有“浴盆”曲線的全部三個特征，為可靠性壽命及維護檢修方案的制定提供參考和建議。
　　最后建立車體的參數(shù)化有限元模型，選取車體的材料屬性、幾何參數(shù)和載荷作為隨機變量，分別采用蒙特卡洛和響應(yīng)面數(shù)值模擬方法，計算得到了