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跨座式单轨车体结构振动疲劳研究
| 论文题名： | 跨座式单轨车体结构振动疲劳研究 |
| 关键词： | 跨座式单轨;车体结构;振动疲劳;综合分析法;外载荷反演;频域评估点;利用度;轨道车辆 |
| 摘要： | 轨道车辆车体运行时处于复杂的振动环境中，其部件易出现振动疲劳破坏。长期承受振动载荷，会降低结构使用寿命，甚至造成严重的安全事故和经济损失。本文综合时域法和频域法，采用一种综合分析法，基于线路实测数据对某型跨座式单轨车体结构进行了振动疲劳评估。 首先，对综合分析法进行了描述。综合分析法是一种在频域内考虑外载荷频率和结构共振的影响，对频域载荷实部和虚部进行修正;再通过傅里叶逆变换在时域内保留载荷相位，并对修正的时域载荷时间历程采用时域法进行振动疲劳评估的分析方法。 其次，基于线路实测振动加速度和应变数据，对车体所受外载荷进行了反演。采用空簧线性模型对空簧垂向载荷进行了反演;采用有限元标定方法对中心销横向和纵向载荷进行了反演;采用理论计算方法对车钩纵向载荷进行了反演。 再次，建立了车体结构有限元模型并进行整备模态分析;选取了关键位置时域和频域评估点;采用谐响应分析计算得到的频域响应系数对频域载荷进行了修正，并通过傅里叶逆变换得到了修正的时域载荷;再将修正的时域载荷与基于惯性释放得到的各评估点对各单位外载荷的准静态响应系数相乘并叠加，得到了各评估点在各载荷作用下的时域动应力。 最后，对各评估点的动应力进行雨流计数，参考FKM进行平均应力修正，对结构多轴振动疲劳进行了评估，并与准静态法计算结果进行了对比。 结果表明:某些频域评估点的利用度大于部分时域评估点的利用度，即某些频域危险位置比部分时域危险位置的振动疲劳更为严重，这说明采用综合分析法进行频域危险点的振动疲劳评估能快速反映结构的频域危险位置及其危险程度。由于该型跨座式单轨车体结构的外载荷能量集中的频率范围与结构共振频率交集很小，在具有这种频率特性的外载荷的作用下，车体结构的振动疲劳很小;但是，当外载荷能量集中的频率范围与结构共振频率交集较大时，尤其是当外载荷功率谱密度在结构共振频率点处有较大值时，结构将产生更大的振动疲劳。 |
| 作者： | 张航 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邬平波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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