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中国标准动车组轮轴载荷谱与应力谱的试验研究
| 论文题名： | 中国标准动车组轮轴载荷谱与应力谱的试验研究 |
| 关键词： | 动车组;轮轴系统;测力轮对;标定试验;载荷谱;应力谱;疲劳强度校核 |
| 摘要： | 轮轴系统作为高速列车运行的重要组成部分，其结构强度对行车安全影响是显而易见的。随着中国标准动车组“复兴号”重归350km/h运营速度，对走行部尤其是轮轴的疲劳寿命问题提出了更为严格的要求。本研究以四方股份新造的标动试验车CRH-0208动、拖车测力轮对为研究对象，对轮轴载荷谱与应力谱开展试验研究: (1)基于连续测量法的高精度测力轮对研发:参照四方股份提供的技术图样，对车轮建模仿真找到合适的垂、横向载荷识别点，有效减小交叉串扰;参照UIC510-5技术法规对测力轮对进行Ansys有限元仿真;并对连续测量理论的组桥和输出的数学规律进行分析;结果表明该高精度连续测力轮对的研制条件成熟，各方面均符合技术规范，车轮静强度和疲劳强度满足安全运营要求。 (2)应力-载荷传递系数的获取:给出了静态标定试验下涵盖列车线路运行各个工况的轮轨力解耦加载标定方案;并基于准静态法理念对标定数据进行一系列处理，得到轮轨力垂向、横向、纵向应力-载荷传递系数，并分析各方向作用载荷之间相互的影响。 (3)线路实测轮对载荷谱的编制:对采集的数据按照典型工况和不同速度级进行处理并分析其波形，通过编程手段综合速度信号与载荷时间历程等多个数据来统计各级载荷水平下车轮旋转作用频次，编制了显示各级载荷作用频次热点占比的二维综合载荷谱。分析轮对载荷谱得出:大西试验线路况良好，轮对垂向载荷数值大小受路况和轴重影响，最大频次载荷不随速度的提高而明显改变，但主要频次下载荷范围在速度提升时变大;横向载荷大小和分布范围在线路上受路况和速度的综合影响;纵向载荷受启动制动时齿轮箱牵引扭矩影响较大，列车稳定运行时载荷平稳。 (4)雨流法编制车轴各断面测点应力谱与车轴疲劳强度校核:分析了应力谱的特点，发现重车工况下各测点主频应力值均大于空车工况，然后通过修正后的Miner法则，计算得出空、重车下车轴各断面位置的等效应力值。最后比较等效应力值与EN标准中的许用应力值，得出动、拖车测力轮对可以满足1200万公里寿命服役里程的结论。 |
| 作者： | 张晓斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 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： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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