隨機(jī)載荷下含夾雜物動車車輪輪輞疲勞可靠性分析.pdf

1、輪對是高速動車組的關(guān)鍵部件之一，也是服役條件最苛刻的部件之一，直接承受了來自軌道車輛的全部動、靜載荷，并在整個車輛系統(tǒng)中起著直接傳遞輪軌作用力的作用。隨著動車組運行速度的不斷提高，運輸能力的不斷增強(qiáng)，車輛安全性和可靠性方面的問題也隨之增多，研究與鋼軌直接接觸的車輪，對于保證車輛安全和可靠性運行具有十分重要的意義。本文主要以CRH5型動車組車輪為研究對象，對隨機(jī)載荷下含夾雜物動車車輪輪輞的疲勞壽命及其可靠性進(jìn)行相關(guān)研究，具體內(nèi)容如下:

2、r>　　首先，基于多體動力學(xué)理論和相應(yīng)的動力學(xué)參數(shù)，在多體動力學(xué)軟件SIMPACK中建立CRH5型軌道車輛的動力學(xué)模型。使建立的軌道車輛動力學(xué)模型以不同的速度通過加有激勵的直線和曲線線路，通過仿真分析得到軌道車輛的平穩(wěn)性和安全性指標(biāo)，可知建立的軌道車輛動力學(xué)模型安全性和舒適性較高，滿足日常運行的要求。
　　其次，在建立的軌道車輛動力學(xué)模型基礎(chǔ)上，仿真得到不同速度下輪軌載荷時間歷程。根據(jù)線路實際情況和設(shè)計規(guī)范，在建立的SIMPACK

3、動力學(xué)模型中對有代表性的曲線工況和直線工況進(jìn)行仿真分析，得到不同速度、不同工況下的輪軌橫向力和垂向力時間歷程，最后通過線路的組合形成不同速度下輪軌載荷時間歷程，為更真實的計算車輪疲勞壽命和可靠度作了鋪墊。
　　然后，采用有限元方法分析含夾雜物動車車輪輪輞在隨機(jī)載荷作用下的疲勞壽命。在建立的含夾雜物動車車輪輪輞有限元模型中進(jìn)行瞬態(tài)分析，分析得到危險部位的應(yīng)力時間歷程，將不同速度下危險部位的應(yīng)力時間歷程進(jìn)行雨流計數(shù)統(tǒng)計和不同置信度、存

4、活率下的S-N曲線進(jìn)行平均應(yīng)力修正，結(jié)合Miner線性累積損傷法則對含夾雜物的車輪輪輞進(jìn)行疲勞壽命預(yù)估。結(jié)果表明:隨著速度的提高，含夾雜物動車車輪輪輞的疲勞壽命明顯縮短，而且不同的置信度和存活率對含夾雜物動車車輪輪輞疲勞壽命影響很大。
　　最后，確定了含夾雜物動車車輪輪輞在不同影響因素下的可靠度。對不同速度下危險部位應(yīng)力時間歷程進(jìn)行處理和分布擬合，并根據(jù)結(jié)構(gòu)材料的概率疲勞可靠性曲線得到不同期望壽命下的疲勞強(qiáng)度分布，基于應(yīng)力-強(qiáng)度干