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京广线动车组转向架动应力跟踪及载荷谱测试方案研究
| 论文题名： | 京广线动车组转向架动应力跟踪及载荷谱测试方案研究 |
| 关键词： | 动车组;转向架;动应力测试;载荷谱 |
| 摘要： | 随着列车载重量和运行速度的提高，列车在运行线路上的激扰频率范围也在不断的加宽。而转向架焊接构架的重量越来越轻，它的固有频率也将会降低，因此其低阶弹性振动就可能会处在激扰范围之内，从而使构架某些部位产生比较大的变形;此外，在构架焊接接头的部位，存在由于几何突变引起的应力集中，此处常成为疲劳强度薄弱部位。转向架如此长期在线路上运行，应力应变较高部位的损伤将会逐渐累积，达到一定的值后，就会发生疲劳破坏，严重危及列车的安全运行。 高速列车结构的疲劳破坏一直是被人们所关注的问题，为了预测结构的使用寿命，需要将列车的实测载荷—时间历程与理论分析结合起来，编制一个具有代表性的载荷谱，将此作为结构疲劳分析的基础。因此，得到真实可靠的载荷谱对转向架构架疲劳研究有着重要的意义。 本文依托于北京交通大学结构强度实验室“CRH380BL型动车组转向架动应力测试项目”，以CRH380BL型动车组为研究对象，以实现长期跟踪测试载荷谱为研究目标，对转向架上的应力测点进行优化选取，用于合理地反求载荷;基于以上研究目标，本文主要的研究工作与相关结论如下: (1)在试验跟踪测试的准备阶段，建立了动车构架的有限元模型，运用第四强度理论对构架进行静强度校核，运用Goodman疲劳极限图对构架进行疲劳强度校核，结果表明动车构架满足静强度和疲劳强度要求;同时也得出了构架的大应力点位置，用于确定线路实测构架疲劳危险部位。 (2)完成了动车构架应力测点布置、设备安装及调试工作，之后定期将设备采集的数据进行处理分析，经过雨流计数等处理流程，得出相应测点的16级应力谱。 (3)基于有效的测点数据，利用测试的应力谱计算了构架疲劳累积损伤和寿命，根据构架的全寿命周期的运用公里数计算了各测点的等效应力幅值，来校核其是否满足运营要求，为动车组的维修周期提供依据，同时分析了镟轮对各测点的等效应力的影响;结果显示，动车构架满足1200万公里的运营要求，天线梁个别部位不满足240万公里的运营要求，需要按照其实际寿命在三级修的时候进行更换。 (4)针对动车构架浮沉载荷、纵向载荷、横向载荷以及抗蛇行减振器载荷等载荷，基于线路上已有实测应力点，通过仿真标定，得出了构架三种载荷的识别点，建立了三种载荷的载荷谱，并进行了相关分析。 (5)提出了构架上其余载荷的识别方案，对载荷识别点进行优化选取，求出了相应的载荷传递系数矩阵，并对解耦矩阵进行了分析。结果表明，本文提出的载荷测试方案具备可行性。 |
| 作者： | 陈乃将 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 刘志明 |
| 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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