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文檔簡介
1、鐵路重載運(yùn)輸因其運(yùn)能大、效率高、成本低等顯著特點(diǎn)已成為鐵路貨運(yùn)發(fā)展的重要方向。為滿足國內(nèi)貨運(yùn)需求,30t軸重C96型運(yùn)煤專用敞車已研制成功。2014年我國首列30噸軸重萬噸重載列車在朔黃鐵路成功試行。
搖枕、承載鞍等作為貨車轉(zhuǎn)向架的主要承載部件,在運(yùn)用過程中承受著拉、壓、沖擊、彎曲等交變載荷的作用,疲勞失效問題頻繁發(fā)生。目前我國貨車轉(zhuǎn)向架進(jìn)行疲勞試驗(yàn)的主要依據(jù)為TB1959《鐵道貨車搖枕、側(cè)架靜載荷及疲勞試驗(yàn)》,該標(biāo)準(zhǔn)參考AA
2、R(Association of American Railroads)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定,并不能完全反映國內(nèi)實(shí)際線路狀況。因此,30噸軸重貨車測力搖枕及測力承載鞍的設(shè)計(jì)研究對我國重載貨車轉(zhuǎn)向架載荷譜的測試、編制,進(jìn)而對轉(zhuǎn)向架各構(gòu)件疲勞壽命評估及疲勞設(shè)計(jì)都有重要意義。
本文設(shè)計(jì)了30噸軸重貨車測力搖枕及測力承載鞍的基本結(jié)構(gòu),研究了貨車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)基于準(zhǔn)靜態(tài)變形模式的載荷識別方法,建立了轉(zhuǎn)向架各構(gòu)件的載荷耦合模型。同時(shí)基于大秦線25噸載
3、荷譜,考慮軸重的增加因素對測力搖枕及測力承載鞍進(jìn)行了疲勞強(qiáng)度校核。主要研究內(nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:
(1)對30噸軸重貨車搖枕結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核,確定結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案。基于直接載荷測試法,考慮傳感器的幾何尺寸對搖枕進(jìn)行設(shè)計(jì)更改,將其變?yōu)闇y力搖枕。同時(shí)對承載鞍為對象進(jìn)行有限元分析,局部修改將其變?yōu)闇y力傳感器。通過局部結(jié)構(gòu)的修改,增強(qiáng)了搖枕的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,并完成了測力搖枕及測力承載鞍的研制。
(2)對測力搖枕及測力承載鞍進(jìn)行有限元
4、分析,根據(jù)AAR疲勞試驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行校核。結(jié)果表明測力搖枕及測力承載鞍結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均滿足疲勞考核標(biāo)準(zhǔn)。確定測力搖枕及測力承載鞍各疲勞薄弱部位,計(jì)算相應(yīng)載荷-應(yīng)力傳遞系數(shù),為名義應(yīng)力法的使用奠定基礎(chǔ)。
(3)采用準(zhǔn)靜態(tài)載荷測試方法,確定測力搖枕及測力承載鞍上各低耦合載荷識別點(diǎn),設(shè)計(jì)組橋方案,建立相應(yīng)的載荷耦合模型。計(jì)算各載荷-應(yīng)力傳遞系數(shù)矩陣的條件數(shù),分析載荷反求的誤差。結(jié)果表明測力搖枕及測力承載鞍載荷應(yīng)力傳遞系數(shù)矩陣皆為
5、非病態(tài)矩陣,即利用其進(jìn)行載荷反求時(shí)誤差較小。
(4)對測力承載鞍進(jìn)行試驗(yàn)臺標(biāo)定,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合標(biāo)定系數(shù),與仿真標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行對比,得到兩種標(biāo)定結(jié)果相差不超過10%。因此利用有限元仿真進(jìn)行標(biāo)定的方法在一定的誤差范圍內(nèi)是可行的。
(5)根據(jù)大秦線25噸軸重載荷譜,考慮軸重的增加因素,采用名義應(yīng)力法并基于Miner線性累積損傷理論,對不同疲勞降低系數(shù)下測力搖枕及測力承載鞍的壽命進(jìn)行評估。結(jié)果表明該測力搖枕及測力承載鞍疲勞壽
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