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基于热点应力法的转向架关键部件疲劳寿命研究

王忠  
【摘要】:本文在广泛吸收国内外机械结构疲劳问题研究成果的基础上,基于热点应力法对转向架关键部件疲劳寿命进行了大量的研究工作。此项研究的主要目的在于探索转向架关键部件疲劳设计的工程计算方法。 本文主要包括以下几个方面的内容: 1.运用结构的有限元分析方法,建立了转向架关键部件的有限元模型,进行了静强度分析。在给定的线路激励作用下,从多体系统动力学分析软件SIMPACK建立的动力学模型中得到机车构架关键部件的载荷-时间历程。将结构有限元结果和载荷-时间历程输入疲劳分析软件FE-Fatigue,再相结合材料的疲劳特性曲线(S-N曲线),对二系垂向减振器座进行了常规的疲劳寿命预测。对同一模型用热点应力法进行疲劳寿命预测,对不同寿命预测方法的疲劳寿命结果进行对比,结果表明,热点应力法的分析结果更加接近实际运行情况。 2.采用不同的单元类型和单元尺寸对该二系垂向减振器座进行热点应力分析,研究单元类型和单元尺寸对热点应力法的影响。 3.针对二系横向减振器座,通过子模型法的运用,采用热点应力法,对比了叠加构架平均应力前后该减振器座疲劳寿命预测结果的不同,探讨了构架平均应力对局部结构热点应力法的影响。 4.针对牵引座,对于不同的焊缝角度和板厚,采用热点应力法进行疲劳寿命预测,研究了焊缝角度和板厚对热点应力法的影响。 通过对转向架关键部件焊缝的热点应力法疲劳寿命预测的对比研究,为机车车辆关键部件焊缝的疲劳寿命预测及评定提供了有益的初步探讨。


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