高速列車(chē)車(chē)體疲勞強(qiáng)度可靠性分析.pdf

1、高速列車(chē)與傳統(tǒng)鐵道車(chē)輛的區(qū)別在于:高速列車(chē)采用固定編組和動(dòng)力分散式驅(qū)動(dòng)方式，運(yùn)行速度一般高于200km/h;車(chē)體設(shè)計(jì)采用輕量化鋁合金材料，取消地板縱向中梁和橫梁結(jié)構(gòu)，大量采用中空擠壓鋁合金型材;車(chē)輛固定設(shè)備采用懸吊方式安裝在車(chē)體下面，降低了車(chē)體重心，節(jié)省了安裝空間等。高速列車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料的改變的同時(shí)，對(duì)其結(jié)構(gòu)的安全可靠性要求進(jìn)一步提高，一旦發(fā)生結(jié)構(gòu)疲勞可靠性問(wèn)題，后果不堪設(shè)想。本論文以某型高速列車(chē)車(chē)體為研究對(duì)象，對(duì)其疲勞強(qiáng)度可靠性

2、展開(kāi)研究，為高速列車(chē)車(chē)體設(shè)計(jì)分析方法提供參考。
　　首先建立了車(chē)體有限元模型，對(duì)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12663-1、日本標(biāo)準(zhǔn)JIS E7106和我國(guó)《200km/h及以上速度級(jí)鐵道車(chē)輛強(qiáng)度設(shè)計(jì)及試驗(yàn)鑒定暫行規(guī)定》三個(gè)車(chē)體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析，并且考慮了氣動(dòng)載荷的影響，組合得到了評(píng)價(jià)車(chē)體強(qiáng)度可靠性的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度載荷工況。在對(duì)車(chē)體進(jìn)行有限元分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合車(chē)體鋁合金材料強(qiáng)度性能數(shù)據(jù)，繪制車(chē)體材料Goodman曲線，基于最大主應(yīng)力方法對(duì)車(chē)體疲

3、勞強(qiáng)度進(jìn)行分析，得到不同可靠度下車(chē)體靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，評(píng)價(jià)了車(chē)體的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度可靠性，對(duì)傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法應(yīng)用有借鑒意義。
　　然后建立了車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，獲得車(chē)體動(dòng)態(tài)載荷歷程。采用多項(xiàng)式擬合法將動(dòng)態(tài)載荷歷程轉(zhuǎn)化為關(guān)注部位應(yīng)力時(shí)間歷程，通過(guò)雨流計(jì)數(shù)法得到應(yīng)力塊譜并確定其概率密度函數(shù)，建立動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度干涉模型，分別對(duì)不考慮強(qiáng)度退化和考慮強(qiáng)度退化兩種情況下車(chē)體關(guān)注部位動(dòng)態(tài)可靠度及失效率進(jìn)行分析。隨著服役里程增加關(guān)注點(diǎn)動(dòng)態(tài)

4、可靠度不斷降低，其中車(chē)門(mén)部位可靠度下降最為明顯;考慮強(qiáng)度退化時(shí)，關(guān)注部位疲勞損傷不斷累積增大，疲勞強(qiáng)度抗力逐漸下降，關(guān)注點(diǎn)動(dòng)態(tài)可靠度不斷下降且更為明顯，同時(shí)隨著列車(chē)服役里程的增加，關(guān)注部位失效率先迅速下降，轉(zhuǎn)而逐漸增大，具有“浴盆”曲線的全部三個(gè)特征，為可靠性壽命及維護(hù)檢修方案的制定提供參考和建議。
　　最后建立車(chē)體的參數(shù)化有限元模型，選取車(chē)體的材料屬性、幾何參數(shù)和載荷作為隨機(jī)變量，分別采用蒙特卡洛和響應(yīng)面數(shù)值模擬方法，計(jì)算得到了