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面向长期服役跟踪和载荷谱建立的动应力测点选取
| 论文题名： | 面向长期服役跟踪和载荷谱建立的动应力测点选取 |
| 关键词： | 高速列车;转向架;长期跟踪;载荷谱;动应力测点 |
| 摘要： | 随着中国高速铁路的迅猛发展，安全舒适的乘车环境已经成为人类社会普遍关注的问题。而作为高速列车最重要的子系统，转向架的疲劳强度对高铁的运行安全至关重要。因此对转向架进行疲劳强度分析对延长高速列车使用寿命、扩大列车生产规模、提高旅客乘车舒适性及经济效益有很大影响。而为了能够对转向架进行疲劳强度分析，需要我们有效的模拟在实际线路运行条件下高速列车各承载结构的受载情况，而表征受载情况的载荷时间历程能够很好的反映各承载部件的受力情况，这种载荷时间历程就是载荷谱。而符合线路实际运行条件下的载荷谱可以作为高速列车疲劳强度设计的理论依据，因此其真实性至关重要。建立符合实际线路运行情况的载荷谱需要大量的应力信息，但是由于设备舱的空间限制，需要对长期跟踪的转向架应力测点进行优化。本文依托于北京交通大学结构强度实验室“中国标准动车组动应力测试项目”，以中国标准动车组为研究对象，面向长期服役跟踪和载荷谱建立，对应力测点进行优化选取。基于此，本文主要的研究工作与相关结论如下: (1)对转向架进行标定，得到载荷与应力的传递关系，标定误差导致加载前后数值不统一，最后通过线性拟合得到载荷应力传递系数。 (2)线路实测得到应力信息，根据对称区域及应力集中区域的等效应力和综合等效应力初步选出用于长期跟踪的测点组合。 (3)线路实测得到载荷信息，根据载荷信息建立了十二种分立载荷谱，由于载荷谱丧失了时间关联性，需要对载荷谱进行损伤一致性校核。通过遗传算法对载荷谱进行校准发现，校准后的载荷谱符合实际要求。 (4)由标定试验得到的载荷应力传递系数可以得到应力测点对十二种载荷的敏感程度，根据敏感程度和分区域的二次等效应力值选出满足长期服役跟踪和载荷谱建立的应力测点组合。根据测点组合反求出了十二种载荷，但是病态矩阵的存在导致反求出的载荷与实际载荷有很大区别，最终通过正则化的方法反求出了精确的十二种分立载荷谱。最后通过损伤一致性和相关性验证，说明选出的测点满足长期服役跟踪和载荷谱的建立。 本文的研究成果，为中国标准动车组转向架长期跟踪和载荷谱的建立提供了测点选取依据，进而为转向架的长期疲劳强度跟踪测试提供数据支持。 |
| 作者： | 陈磊 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 金新灿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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