文档介绍：西南交通大学
博士学位论文
高速动车组转向架构架强度设计与试验验证
姓名:王建斌
申请学位级别:博士
专业:载运工具运用工程
指导教师:邬平波
20100401
摘要西南交通大学博士研究生学位论文动车组高速运行引起的复杂高频振动恶化了转向架构架受力状态,构架强度设计在高速动车组研究中显得尤为重要。基于焊接结构疲劳设计方法,本文提出了在现行焊接构架制造工艺及材料性能条件下,以有限的线路试验数据作为支撑,利用数值仿真作为服役载荷获取的主要手段,强化台架强度试验验证,作为构架强度设计的基本框架。本文构建了部分焊接接头基础性能数据库,在各类强度评定方法的分析以及有限元计算与台架试验比较的基础上,得出名义应力法和结构应力法能满足构架强度设计的需要的结论。确定精细网格有限元模型可获得足够精度的应力数据,较高应力区的计算误差可控制在%以内。为全面获取构架动态服役的载荷条件,本文开发了车辆系统动力学仿真软件。该软件的理论基础为多体动力学理论,根据小弹性变形假定对车体、构架进行模态柔性处理。程序使用面向对象镅员嘈矗贛架构下实现动力学方程自动生成及求解。比分析两类构架的动应力水平及疲劳损伤分布状况,研究表明对于构架主体结构其扭转刚度和垂向弯曲刚度是动应力幅值和均值的直接相关指标。由两类构架谐响应分析及扭的短程仿真数据拓展生成与设计寿命目标一致的台架试验谱。由于车辆动力学性能随服役时间增长呈现下降的趋势,本文提出了利用特征指标和性能劣化函数计算全寿命周期内等效服役特征的方法。:高速动车组;转向架构架;强度设计;试验验证第本文进行了箱梁型和管梁型两类构架在各种运行工况下的刚一柔耦合动力学仿真,对转频率与侧梁各部位疲劳损伤的相关性分析结果,确定了构架结构的刚度指标与强度指标的关联性,为构架强度设计提供了指导建议。本文在国外主要强度标准及主要厂商试验验证程序的基础上,研究了某型动车构架在各类验证程序下的评定结果的差异。在分析结果的基础上,总结出合理保守且代价较小的静载试验方案。本文还就动态加载的试验载荷谱开展研究。在损伤等同原则下,将经试验数据修正证各影响因素对加载效果的影响。
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槐C茑颍视帽臼谌ㄊ椤学位论文作者签名:三乏斌C芸冢凇!D旰蠼饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤指导教师签名:彳廖西南交通大学曲南父逋大罕学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于朐诜娇蚰诖颉啊獭日期鲫年中月日日期:
三双西南交通大学学位论文创新性声明曲南父逋大字本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本学位论文的主要创新点如下:8没竦霉辜芏鄣脑睾商跫韭畚奶岢龌诠辜苋嵝阅P偷亩嗳崽逑低动力学仿真,以获取更拟实的构架动态服役载荷及动应力的仿真结果,来进行疲劳损伤研究的强度设计方法,为实现这一方法,论文开发了多柔体系统动力学仿真程序。体现在第三章畚氖状谓Ρ淠芷兰鄯椒ê凸辜苄诚煊扑憬峁τ糜诠辜芮慷绕蓝ㄖ校岷厦义应力法的疲劳损伤评定,对高速动车组的不同构架形式进行了深入比对,提出适用高速动车组结构形式的建议。体现在第四章。本声明的法律责任由本人承担。节、节学位论文作者签名:同期:暝性戮廊
蕊霪叠直銮鎏盔兰兰圭至耋耋耋薹鲨吝兰:墨第滦髀选题背景随着国家中长期铁路网规划的推进实施,国内多个城市之间开行了痟以上速度等级的动车组,京津、武广高速客运专线已投入使用,更高速度等级动车组的研制试验工作陆续开展,国内主要制造商的研发能力已由引进消化吸收提升到到自主创新的高度K孀懦盗驹诵兴俣鹊燃兜奶岣撸辜艿姆劾锍檀蠓岣撸盗靖咚僭诵幸鸬复杂高频振动也恶化了构架的受力状态,设计载荷条件变得难以确定。疲劳强度是构架设计的核心指标,因服役条件不明确而导致的设计不当引起的构架疲劳开裂的事倒屡见不鲜,严重影响了行车安全且造成了极高维护捡修费用缤中的构架关键部位的疲劳裂纹。以煽啃裕捎眯裕扌院桶踩评价为核心的高速动车组全寿命周期管理体秉逐渐纳入到车辆研发、运用过程中,低速运营条件下的构架设计规范己不能满足高速动车组系统质量管理的要求。以汽车为代表的现代车辆结构强度设计及