神華C80萬噸列車車體載荷譜及疲勞壽命評估.pdf

1、現(xiàn)階段，我國鐵路貨車運輸正向著重載方向快速發(fā)展。作為國內(nèi)最大的煤炭能源企業(yè)，神華集團(tuán)為滿足日益擴(kuò)大的運輸需求，在自有鐵路運輸線路已普遍開行萬噸重載列車。繁重的運輸任務(wù)和惡劣的線路條件使得集團(tuán)公司的自備車輛疲勞破壞問題日益凸顯。為此，編制符合神華鐵路自有線路的車體載荷譜，為車體結(jié)構(gòu)疲勞分析、大軸重貨車的開行提供基礎(chǔ)依據(jù)尤為迫切。本論文以C80型鋁合金敞車的載荷譜線路實測試驗為基礎(chǔ)，進(jìn)行以下幾方面的研究工作:
　　(1)根據(jù)車體受力情

2、況標(biāo)定制作車鉤、心盤和旁承測力傳感器，實測車體承載。依據(jù)在神華鐵路自有線路神木北-黃驊港區(qū)段六個往返的實測載荷數(shù)據(jù)，編制了車體垂向、縱向、側(cè)滾和扭轉(zhuǎn)載荷譜。數(shù)據(jù)采集總里程4920km，且涵蓋了典型線路工況和裝卸載在內(nèi)的基本車輛作業(yè)工況，對線路狀況和車輛運用情況具有充分代表性，可用作指導(dǎo)現(xiàn)役車輛疲勞強度的評價和新型敞車車體的設(shè)計。
　　(2)對比萬噸列車長大編組中不同編組位置下的車體載荷譜特征，首先定性分析不同編組下車體載荷譜的差異

3、。然后基于車體關(guān)鍵部位的實測動應(yīng)力，定量計算了這些關(guān)鍵部位的損傷，從而得到了不同編組位置下車輛疲勞損傷的差異。進(jìn)而通過不同載荷對損傷的貢獻(xiàn)水平，闡明縱向載荷的不同是造成這種差異的主因?；诖耍o出實際運用中適時調(diào)換編組順序的建議。
　　(3)探討了鉚釘結(jié)構(gòu)的有限元建模方法。建立了C80型敞車半車車體模型，通過單獨加載垂向、縱向、側(cè)滾和扭轉(zhuǎn)四種載荷，獲取各工況下疲勞關(guān)鍵部位的應(yīng)力，從而得到了這些關(guān)鍵部位的載荷-應(yīng)力傳遞系數(shù)。

4、　　(4)根據(jù)AAR標(biāo)準(zhǔn)中損傷壽命計算方法和所用材料的疲勞特性參數(shù)，分別計算各疲勞關(guān)鍵部位在實測應(yīng)力下的損傷和在各載荷工況下分力譜的損傷累積。基于損傷一致性原則，對各載荷譜系的校準(zhǔn)系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計算，從而使載荷譜評價車體結(jié)構(gòu)疲勞損傷符合工程運用要求。
　　(5)基于關(guān)鍵部位的實測應(yīng)力-時間歷程，在進(jìn)行去零漂和毛刺等處理后，采用雨流計數(shù)法和Miner法則，結(jié)合車體底架結(jié)構(gòu)疲勞特性參數(shù)，計算得到這些關(guān)鍵部位在不同編組位置下的損傷值，完成