基于仿真分析和疲劳试验的服役铸铝横梁剩余寿命预测

论文摘要

基于Miner线性累积损伤理论及分段累积损伤与剩余寿命(运行里程)的关系,通过台架疲劳试验得到的累积损伤对某型动车组服役铸铝横梁剩余寿命进行等效表征。以多工况线路条件下动力学仿真获得的铸铝横梁外载荷为边界条件,在静载试验校验铸铝横梁有限元模型准确性的基础上,由瞬态仿真分析外推得到铸铝横梁应力谱;基于标准线路工况10~7次等幅循环疲劳试验获得铸铝横梁累积损伤基准,根据运营里程与累积损伤之间的线性比例关系,外推计算线路工况累积损伤与台架疲劳试验损伤等效时的运营里程即为铸铝横梁的剩余寿命。结果表明:铸铝横梁采用与车体等寿命设计,10~7次台架疲劳试验后未产生疲劳裂纹扩展,动力学—有限元联合仿真分析及剩余寿命预测结果均表明铸铝横梁实际承载造成的累积损伤不显著,预测的剩余寿命仍满足运营里程1.2×10~7 km的设计要求。

论文目录

• 1 服役铸铝横梁剩余寿命预测方法
• 2 基于线路工况的服役铸铝横梁动态载荷
•   2.1 车体—铸铝横梁刚柔耦合模型
•   2.2 线路工况及车体振动响应
•   2.3 铸铝横梁动态载荷
• 3 铸铝横梁有限元模型及试验校验
• 4 基于瞬态分析的铸铝横梁结构应力谱
•   4.1 应力响应
•   4.2 评估点应力谱
• 5 服役铸铝横梁剩余寿命
•   5.1 铸铝A357-T6疲劳特性
•   5.2 服役铸铝横梁疲劳试验
•   5.3 剩余寿命 （里程） 预测
• 6 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 窦伟元,张乐乐,周挺,刘长青,张海峰

关键词: 铸铝横梁,剩余寿命预测,动力学模型,有限元模型,疲劳试验,服役

来源: 中国铁道科学 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 铁路运输

单位: 北京交通大学机械与电子控制工程学院,中车长春轨道客车股份有限公司

基金: 国家自然科学基金资助项目(51475036)

分类号: U266

页码: 103-111

总页数: 9

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