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标准动车组齿轮箱箱体强度分析与寿命预测
| 论文题名： | 标准动车组齿轮箱箱体强度分析与寿命预测 |
| 关键词： | 齿轮箱箱体;疲劳强度分析;频谱分析;振动特性;寿命预测;标准动车组 |
| 摘要： | 齿轮箱作为高速列车传递扭矩、驱动车辆行进的关键零部件，其运行地可靠性、稳定性、安全性将直接影响传动系统甚至动力车整车的正常运行。齿轮箱结构的复杂性及其恶劣的运行条件致使其近年来发生多起失效，如渗油（漏油）、油温过高、轴承点蚀、箱体裂纹等。这些问题严重影响了高速列车的安全可靠性。 本文利用仿真分析与线路试验相结合的方法，对齿轮箱箱体的疲劳强度及振动特性进行了分析研究，基于等损伤准则对齿轮箱箱体进行寿命预测，为设计、监测、检修提供参考意见，具体研究分析如下: 首先，研究齿轮箱箱体仿真分析方法，基于标准EN13749提供的载荷对齿轮箱体进行疲劳强度分析，得到箱体在标准载荷下的应力响应，为线路试验测点的选择提供了依据; 其次，基于线路实测的应力时间历程，在不同速度等级下对齿轮箱体的动强度分析研究，结果表明，箱体的极值幅值、极值、等效应力均随速度的增加而增大，测点能量值与对应的频率值相对于速度变化线性相关，基于线性相关的表达式，能够预测该箱体在不同速度下可能出现的高能量频率; 再次，对实测加速度信号做时频域分析，从时域范围内，对振动载荷与速度的对应关系进行研究，速度高于340km/h振动明显剧烈，加速度有效值增幅较大，在频域范围内，对振动能量、速度、频率进行分析，主频46Hz是列车振动的固有特性，频率值不随速度发生变化，但该频率下的能量随速度增大而增加; 最后，基于实测载荷对齿轮箱体进行寿命预测，根据有限元分析方法与实测等效应力的对应关系，获知箱体疲劳薄弱部位，依据标准BS EN-1999-1-3，由等损伤准则计算得到在不同铸造等级下的疲劳寿命，对于箱体关键部位应严格控制铸造质量。 |
| 作者： | 袁文东 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王文静 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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