高速動(dòng)力車承載結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度工程方法研究.pdf

1、本文結(jié)合高速動(dòng)力車承載結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和機(jī)車車輛制造行業(yè)對(duì)承載結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度工程分析方法的迫切需要，針對(duì)承載結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)動(dòng)力優(yōu)化、疲勞強(qiáng)度評(píng)定的工程方法和復(fù)合彈簧懸掛系統(tǒng)橫向剛度及穩(wěn)定性評(píng)定等內(nèi)容進(jìn)行研究。 在多向載荷作用下，根據(jù)機(jī)車車輛承載結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布多數(shù)處于多軸應(yīng)力狀態(tài)的特點(diǎn)，提出適合于機(jī)車車輛承載結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)定的將多軸應(yīng)力轉(zhuǎn)化為單軸應(yīng)力的方法——ORE方法和DIN15018方法。利用修正的Goodman疲勞

2、曲線或Moore-Kommers-Japer疲勞曲線，評(píng)定機(jī)車車輛承載結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度，提出適合于機(jī)車車輛承載結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評(píng)定的分析方法。 基于UIC和EN等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)車車輛承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度試驗(yàn)要求的規(guī)定，對(duì)高速動(dòng)力車車體、構(gòu)架、車軸和車輪等結(jié)構(gòu)進(jìn)行了疲勞強(qiáng)度分析，提出承載結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度分析的工程方法；基于承載結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)載荷譜，按照雨流計(jì)數(shù)法對(duì)試驗(yàn)載荷分級(jí)，用有限元方法得出每級(jí)載荷下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，根據(jù)材料或構(gòu)件在指定壽命下對(duì)稱循

3、環(huán)S-N曲線評(píng)定構(gòu)架的疲勞強(qiáng)度或壽命，為新產(chǎn)品疲勞設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 根據(jù)將圓柱形螺旋壓縮圓彈簧簡(jiǎn)化為Timoshenko梁的經(jīng)典分析理論，結(jié)合高圓簧和小有效圈數(shù)圓柱形螺旋壓縮圓彈簧橫向剛度和穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)彈簧橫向剛度有顯著影響的計(jì)算高度進(jìn)行修正，提出機(jī)車車輛一、二系彈簧橫向剛度計(jì)算的有效方法。針對(duì)我國(guó)機(jī)車車輛高圓簧懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首次導(dǎo)出高圓簧一端或兩端加圓形或回轉(zhuǎn)式橡膠墊系統(tǒng)和并聯(lián)高圓簧一端或兩端加圓形橡膠墊系統(tǒng)橫

4、向剛度計(jì)算的直接解法?；趶?fù)合彈簧系統(tǒng)的失穩(wěn)機(jī)理和壓桿穩(wěn)定性理論，提出復(fù)合彈簧系統(tǒng)穩(wěn)定性評(píng)定方法——?jiǎng)偠确ǎ瑢?fù)合彈簧系統(tǒng)橫向剛度分析和穩(wěn)定性評(píng)定方法有機(jī)地結(jié)合起來，有效地解決了此類問題的理論分析，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析方法的正確性。并引入彈性體動(dòng)力學(xué)分析，反映懸掛系統(tǒng)橫向剛度的非線性特點(diǎn)。 根據(jù)高速列車輪軌系統(tǒng)激擾頻率范圍寬廣的顯著特點(diǎn)，將鐵道機(jī)車車輛系統(tǒng)的車軸和鐵路線路處理為彈性體，車輪和軸箱簡(jiǎn)化為集中質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，用Ti