地鐵車輛轉向架構架疲勞可靠性研究.pdf

1、我國軌道車輛轉向架構架均采用鋼焊接結構，這樣可以大大降低車輛結構的自重，但是隨著運行速度的提高、載荷的增大、頻率范圍的擴大，尤其是復雜的焊接接頭形式使得構架在運營中的實際承載情況變得十分惡劣，導致焊接接頭處成為結構失效的主要區(qū)域，因此也對構架的安全可靠性提出了更高的要求。本文以北京地鐵2號線轉向架構架為研究對象，對其疲勞可靠性展開研究，主要完成了以下研究工作:
　　(1)對Pingsha Dong教授提出的結構應力法進行深入研究，

2、對其2D和3D單元計算公式進行過程推導，針對3D單元，提出離散化的的體單元膜應力、彎曲應力計算方法，并給出算例進行網格不敏感性驗證;
　　(2)建立2號線構架有限元模型（6面體單元和4面體單元相結合），完成了疲勞關鍵部位等效結構應力幅值計算，并用“主S-N曲線法”對其進行疲勞壽命評估，結果顯示，構架滿足設計使用要求;
　　(3)綜合有限元計算結果和動應力實測結果，對構架強度計算標準(BS EN13749)中的載荷量值進行修正

3、，使計算結果更符合中國地鐵線路實際狀況;
　　(4)構架可靠性受諸多因素影響，找到主導因素是保證設計高可靠性構架的前提。運用概率的方法建立構架參數化有限元模型，選取幾何尺寸、載荷和材料屬性為隨機變量，以母材和焊縫部位最大主應力與其許用應力建立失效狀態(tài)函數，基于Monte Carlo數值模擬，計算構架各隨機輸入變量的可靠性參數靈敏度;
　　(5)對構架進行歸類，并挑選與2號線構架同一類型的構架作為研究對象，綜合其仿真計算結果和