時域內位移激勵下的構架疲勞壽命分析.pdf

1、轉向架構架是機車車輛關鍵部件，現有的構架疲勞分析方法很多，但目前的分析仍不能夠解決實際運行中可能產生的裂紋萌生。本文通過整車有限元模型，采用在輪軌接觸處施加位移不平順方法對構架的疲勞壽命進行分析，具有極其重要的理論意義和廣泛的工程應用價值。
　　本文首先在對比軌道不平順功率譜密度函數到時域內軌道不平順的模擬方法的基礎上，分析離散逆傅里葉變換法關鍵參數對模擬結果的影響，并結合本文研究對象，選取合理的參數實現中國七參數軌道譜中垂向不平

2、順的時域歷程模擬。
　　以懸臂梁模型為例，通過計算其在給定載荷一時間歷程下的壽命，對比分析了隱式算法、顯式算法及準靜態(tài)疊加法在動態(tài)響應應力計算范疇的適用性，結果表明顯式動力學計算方法優(yōu)于其他兩種方法。綜合考慮車體、輪對、軸箱轉臂系統(tǒng)、一/二系簧及垂向減振器和二系橫向減振器，建立了簡化的整車模型。在模擬得到的七參數軌道垂向不平順譜的基礎上，按空間關系分別確定了八個車輪滾動圓位置的軌道不平順激勵（即位移激勵）。將位移激勵施加在簡化的整

3、車模型上，通過Ansys LS-dyna和Ansys Transient對構架進行動應力計算，表明二者計算獲得的應力幅值與均值具有良好的一致性，而顯示算法計算效率更高。論文實現了在時域內基于軌道位移激勵的構架動應力計算，拓寬了疲勞動應力的計算途徑。
　　為考察不同的焊接接頭標準和損傷累積理論對本文提出的時域內位移激勵下的構架疲勞壽命顯式算法計算結果的影響，分別基于BS標準和IIW標準，采用Miner、Morrow和DSM三種損傷累