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《北京交通大学》 2013年
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高速动车组铝合金车体用材基本疲劳性能研究

王亚鹏  
【摘要】:摘要:交通工具的轻量化对高速列车进一步提速,降低能源消耗和减少轮轨磨耗有着巨大的意义。铝合金材料作为一种成熟的轻金属材料,在交通运输上的大量应用已被公认为是实现轻量化的重要途径。对其疲劳性能进行深入研究,具有重要的工程意义。本文根据南车青岛四方机车车辆股份有限公司具体的试验要求,针对忠旺铝材公司和南山铝业公司生产的六系、七系铝合金车体材料,基于疲劳可靠性理论,提供了疲劳性能试验的测试方法和数据采集方法。通过试验数据及电镜分析微观形貌,得出试验结论。最后针对疲劳累积损伤理论进行探究与论证。 本文主要作了以下五个方面的工作: 1.利用MTS疲劳试验机以及Zwick高频疲劳试验机,采用单点法、升降法与成组法对四种铝合金车体材料的疲劳性能进行试验。根据可靠性理论,求出铝合金车体材料在置信度r=95%,存活率p=50%、90%、99%的P-S-N曲线。 2.利用浓度为3.5%的NaCl溶液处理试样,模拟出动车组实际运行的腐蚀工况,采用成组法对铝合金车体材料的疲劳性能进行试验,最终得到材料的P-S-N曲线。 3.基于试样本身存在裂纹这一客观事实,根据得到的试验数据,对铝合金车体材料进行疲劳裂纹扩展速率试验,得到da/dN-△K曲线。 4.根据试验数据进行试验分析,利用扫描电镜观察分析试样断口的显微结构,最终获得试验结论。 5.在试验数据的基础上,基于线性累积损伤法则,研究应力加载顺序对损伤临界值的影响,并用试验数据进行假设检验,验证理论。 本论文的研究结果将对国内铝合金材料的国产化提供数据支持,进一步提高铝合金材料的疲劳强度。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U266

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【参考文献】
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