文档介绍：北方交通大学
硕士学位论文
随机载荷作用下结构动应力测试及疲劳强度评估系统的开发
姓名:沈延鹏
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:刘志明

酸花姆统尹麟溅骼声鄹嬲博A私饩龌党盗咀O蚣芙峁蛊@颓慷绕拦赖膉蹰,并把所摘要取褥的结论进一步推广到更广泛的工程应用领域,夕本论文以现/有动应力测试系统为基础,从软、硬件两方面进行了较为完善速度是动应力分析中的一个重要参量。通过比较,本论文采用⒘送瓯浮⑹视玫牟馑傧低常⑼频汲銎涠ㄎ还针对αΣ馐韵低常韭畚挠τ妹嫦蚨韵蟪绦蛏频谱分析系统软件。该软件采用去除零点漂移、数字信号滤波和藕潘饕菸募赡?榻行藕旁ご怼6杂谟Ρ片进行应力一时问历程峰谷值挑选、小波处理、雨流计数和非损伤循环处理,得到应力循环;对于应变花采用刃вα数法、剖ê涂焖俚刃П涑碳剖ǚ直鸹竦糜αρ贰最后,进行应力谱编制、应力谱统计推断、疲劳强度评估和疲劳累积损伤计算。行疲劳强度评估及可关键词:零点漂移数字信号滤波单向通道处理的开发。和测速公式。计方法,
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篏,珼,現,北方交通大学硕士研究生学位论文
第一章绪论§引言在工程结构和机械设备中,疲劳破坏的现象极为广泛,它普遍存在于每一个运动的零部件。甚至有些看上去是静止的结构,但是只要它承受反复作用的载荷,都会导致疲劳破坏。据统计,工程结构中%~%的破坏都属于疲劳破坏】。因此,英、美等一些发达国家越来越重视承载构件的疲劳研究,开展了疲劳寿命预估、疲劳强度设计和可靠性分析等研究工作。对于承受循环载荷结构的机械设计,除了要进行静强度计算外,还要进行疲劳强度校核,且后者往往是产品设计规范中更主要的内容。近些年来,我国的疲劳研究虽然在某些部门取得了令人满意的结果,但整体还处于静强度设计阶段。对大多数本应该进行抗疲劳设计的产品,还只是作静强度计算,而不进行疲劳强度的计算和校核。在铁路上,疲劳破坏也是机车、车辆、桥梁和线路上某些零部件破坏的主要形式。例如,机车车辆转向架结构的使用寿命就是主要取决于疲劳强度。但是,目前在机车车辆转向架结构设计上,仍然采用传统的以安全系数保障强度裕度的定值方法,忽略结构动态的影响:在转向架结构疲劳试验中,也仅采用高度简化的加载方法。这种设计和实验方法均没有较好地反映其实际运用工况。当转向架结构在~般速度下运行时,这个问题尚不突出。但是随着现在铁路全面提速和开行重载列车,线路的激扰频率范围加宽,动载荷加大:而对焊接转向架的自重却要求减小,这就导致构架的某些部位产生较大的动态变形,使主要承载构件的疲劳破坏问题日益突出。例如,运行在大秦线上的波兰进口货车转向架构架裂损严重,经过分析发现,构架侧梁在第四阶固有频率下产生了共振,这是导致该部位裂损严重的主要原因。又如,北京地铁车辆厂生产的焊接构架,按现行规范设计并通过了虼纹@褪匝椋谠诵辛万~万公里后,有%的构架横梁产生了疲劳裂纹,据试验分析,这是由于横梁的一阶水平弯曲振北订交通大学硕士研究生学位论文第
§选题背景及本论文的主要内容查奎望查兰堡主堕窒竺兰垡堡奎一——型在电机吊座处产生了较大的应变集中所致。再如,运行在京沪线上的慰统档腃转向架安全吊断裂严重,经过分析发现,安全吊在第一阶固有频率下产生了共振,这是导致该吊断裂的主要原因。因此,工程结构的疲劳可靠性问题是迫切需要解决的问题。§.√獗尘铁道机车车辆在运行过程中,转向架各部位所承受的实际应力是一个连续的随机过程,这种应力的峰值和谷值随时间变化的情况称作应力一时间历程。在随机应力的长期作用下,承载构件将不断产生疲劳损伤,当损伤累积到一定程度,就会导致疲劳破坏,严重危及行车安全。构件危险部位的应力谱是进行疲劳寿命评估及可靠性设计的基本数据,世界上各铁路发达国家都投入了大量的人力、物力、财力进行现车实测。如国际铁路联盟在转向架研制中,除了以曜脊娑ǖ募扑阍睾伞咂蓝ㄗO蚣艿钠@颓慷韧猓故种厥游O詹课挥αζ椎氖测,并以此为依据对转向架构架的疲劳强度进行评估。法国咚倭谐转向架构架,在经过艽蔚氖笛槭移@褪匝楹蠼薪峁剐薷模路试验、测出其应力谱后定寿为年。国内铁道部四方车辆研究所在“客货车转向架承载构件载荷谱研究”⋯翁庵卸晕夜突醭底O蚣艹性毓辜作了随机载荷数据的采集并用雨流计数法进行数据处理,试验里程总计约喙ɡ铮导使泊砹嗽喙ɡ锏氖荨S捎谑艿降笔钡奶跫限制,他们采用的是选取典型路段进行分段测试,然后再将各段数据加以联接,这样编制出的载荷谱具有一定的局限性。为了完成铁路机车车辆转向架结构疲劳强度评估的课题,并把所取得的结论进一步推广到更广泛的工程结构上,本论文采用αΣ试系统,并在此基础上开发了馑傧低常纬闪烁瓯