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120km/h电力机车车体疲劳强度评定方法研究

周贝  
【摘要】:本文在广泛研究了机械结构疲劳强度评估方法的基础上,针对某电力机车车体结构的疲劳强度评估方法做了大量的研究工作,本文的研究目的是通过对众多疲劳强度评估方法的对比分析,找出适合于机车车体结构的疲劳强度评估方法。 本文根据机车车体的实际结构,建立了机车车体的有限元模型并对机车车体静强度和模态进行分析,根据机车的结构参数建立了机车系统的动力学模型,按照设置的工况仿真计算得到了机车车体关键承载位置的载荷时间历程,为机车车体疲劳强度的评估提供了必要条件。 本文基于无限寿命疲劳评估方面,应用Goodman疲劳极限图评估法、抗结构储备系数计算法和基于多轴的安全因子法对机车车体关键承载部件进行疲劳强度评估,并对评估结果进行比较分析,得到了三种方法的优缺点和适用范围。对比结果表明抗结构储备系数计算法可以作为机车车体结构疲劳强度评估一种新的研究方法。 本文构建了一阶梯轴模型,分别用准静态法、瞬态法和频域法计算其疲劳寿命,以阐明这三种方法的适用范围,为机车车体结构的疲劳寿命预测提供理论依据。最后利用准静态法对机车车体结构关键承载部位的疲劳寿命进行计算,利用机车线路动应力试验结果与仿真结果进行比较,结果表明利用准静态法对机车车体结构进行疲劳寿命预测是可行的。 本文研究表明,抗结构储备系数法和准静态法能够较好的对机车车体结构进行疲劳强度的评估,为机车车体结构的抗疲劳设计提供了行之有效的方法。


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