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含损伤动车组车体结构安全评估方法研究
| 论文题名： | 含损伤动车组车体结构安全评估方法研究 |
| 关键词： | 高速动车组;车体裂纹;安全评估;失效评定图;运行过程 |
| 摘要： | 随着科学技术的进步和制造水平的提高，轨道交通行业发展迅速。虽然我国在高速动车组列车方面的研究相对较晚，但通过科研人员的不断努力，使得设计水平和制造技术得到了很大的提高，已逐渐走到了世界的前列。 车体是动车组的重要承载结构，在车身结构设计中十分重要。由于加工工艺、焊接工艺、服役载荷和环境等方面的影响，车体服役一段时间后会在局部区域出现裂纹等损伤。本文主要针对某型号动车组中间车体，围绕含损伤动车组车体结构的安全评估方法展开研究，论文的主要研究内容包括: (1)分析高速动车组中间车体结构特点，采用HyperMesh软件建立中间车体有限元模型:结合车辆实际运行过程中的受力状态，参照日本的《JISE7106:2006铁路客车设计标准》建立了5种典型工况;针对每种工况进行仿真计算，根据仿真结果、工程实际情况及相关文献确定几个典型的车体易损伤部位。 (2)对比几种计算应力强度因子计算方法得出，对于车体损伤结构而言，采用J积分法是相对合理的;分析车体结构的受力特点，提出车体关键部位断裂力学分析简化模型的建立方法，针对间接承载结构采用子模型法建立简化模型，直接承载结构采用实体模型法建立简化模型，通过与整车模型对比得出，两种方法均满足工程要求。 (3)对失效评定图的评定原理及关键参数的确定方法进行分析，包括评定曲线的选择和评定点的计算方法等;然后构建车体典型结构的3C级和2A级评定曲线，得出失效评定图方法可应用于车体结构中，且2A级评定曲线操作简单、评估结果偏于安全，更适合于工程应用，并应用2A级评定曲线对牵引梁结构损伤部位进行安全评估。 (4)基于失效评定图和可靠性理论，对车体损伤结构概率安全评估方法进行分析;提出概率失效模型并采用蒙特卡洛方法对牵引梁损伤部位的失效概率进行计算，相比于传统的概率断裂力学方法，概率失效评定图法评估结果偏于安全;最后对关键参数的敏感性作了进一步分析。 |
| 作者： | 魏绍东 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张瑞金 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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