高速列車車體加速壽命試驗載荷譜編制及壽命預(yù)測仿真.pdf

1、高速列車作為高速鐵路系統(tǒng)中的核心部件，其重要性不言而喻。高速列車不同于普通列車的主要特點有以下幾點:運行時速大于200Km;列車車體材料為輕量化的鋁合金擠壓型材;采用了動力分散性的驅(qū)動方式，固定列車編組;設(shè)備應(yīng)用懸吊的方式安裝于車體下部;車體結(jié)構(gòu)取消了底架中梁和橫梁。目前，車體運動的安全性、可靠性是各個國家的重要研究方向。我國是高鐵應(yīng)用領(lǐng)域的大國，如果在該領(lǐng)域取得成果，就能在業(yè)界的激烈競爭中獲得優(yōu)勢。高速列車車體要求具有長壽命和高可靠性

2、，在實際運行過程中，車體承受的載荷具有高頻和小幅值占優(yōu)的特點。因此，為了在設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)其疲勞薄弱部位，從而提高其運行的安全性、可靠性，在試驗中采用加速壽命試驗方法勢在必行。
　　本文首先闡述了加速壽命試驗的方法原理以及加速壽命模型的參數(shù)估計方法，然后結(jié)合已有的鋁合金接頭試驗數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)壽命服從對數(shù)正態(tài)分布，對車輛典型鋁合金焊接接頭疲勞試驗數(shù)據(jù)進行了加速壽命模型參數(shù)估計;在理論分析的基礎(chǔ)上，編寫的極大似然法參數(shù)估計程序，對不同

3、可靠度的加速壽命模型參數(shù)進行估計。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在失效數(shù)據(jù)服從對數(shù)正態(tài)分布下，估計得到的加速壽命模型參數(shù)有較高的相似性。
　　然后參照德國FKM標準，分析了載荷譜編制的基本原理。然后采用Simpack多體系統(tǒng)動力學仿真分析得到了車體的隨機載荷譜。通過雨流計數(shù)、威布爾概率估計、FFT分析、載荷譜修正、載荷譜外推等一系列算法，最后得到了服從二項分布下1×107次的累計循環(huán)載荷，并進一步計算出三種應(yīng)力比下的八級加速載荷譜。
　　在此基

4、礎(chǔ)上，通過建立車體有限元模型，施加編制的加速壽命試驗八級載荷譜，分別采用Miner線性累計損傷準則、雙線性損傷準則對車體疲勞壽命進行了計算，并計算了加速系數(shù)。為了分析載荷的加載順序?qū)圀w損傷的影響，本論文采用非線性損傷準則分析了載荷譜由高-低加載與由低-高加載對其損傷的影響，為車體合理加載順序提供參考。
　　最后，采用準靜態(tài)疊加法分析了車體在隨機載荷作用下的疲勞損傷，并與加速載荷塊譜計算的車體疲勞損傷進行了對比。在保證載荷循環(huán)次數(shù)