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原文传递高速铁路接触网的疲劳寿命分析

论文题名：	高速铁路接触网的疲劳寿命分析
关键词：	高速铁路;柔性悬挂接触网;疲劳寿命;简化载荷谱;雨流计数法;应力时程
摘要：	电气化铁路向高速化方向发展，为保证结构的安全性，对接触网进行精确的疲劳分析至关重要。本文的主要任务就是对柔性悬挂接触网进行疲劳寿命分析，研究疲劳不利位置和弓网参数对接触线寿命的影响。　　文中阐述了估算构件疲劳寿命的方法，根据有限寿命设计法基本原理，使用APDL语言编制命令流，对柔性悬挂接触网进行疲劳寿命估算。文中详细的论述了有限寿命设计法的原理，创新点是接触线疲劳载荷谱的统计方法。文中给出两种统计疲劳载荷谱的方法：简化载荷谱法和雨流计数统计载荷谱法，并比较二者估算疲劳寿命的差别。　　简化载荷谱法将接触线单元的应力时程简化为一个最大的应力循环，经Goodman直线修正后由S-N曲线直接得到接触线各单元的疲劳寿命。雨流计数统计载荷谱法是本文的重点，采用改进的雨流计数法，对接触线各单元的应力时程进行计数，得到各单元的各级应力幅值、应力均值和相应的应力循环数；根据Goodman直线，将雨流计数结果转换为零均值的应力循环，转换之后使用S-N曲线得到各单元在各级应力幅下达到破坏的循环次数；然后基于Miner线性累积损伤理论，对各级应力循环造成的最终损伤进行累加，利用破坏准则得到接触线各单元的疲劳寿命值。理论上，简化载荷谱法忽略最大应力循环之外的其他应力循环，所得疲劳寿命偏高。　　论文分析接触线疲劳寿命的不利位置，研究不利位置的应力时程特征；分别用两种算法得到接触线各单元的疲劳寿命，并提取两种算法寿命差别大于40％的单元，分析其在接触线上的具体位置，针对这些位置的接触线疲劳寿命，采用雨流计数法更为精确。此外，论文在相同的参数条件下，分析了影响接触线寿命的因素，包括跨距、接触线和承力索预张力、截面面积、列车行驶速度、抬升力、干摩擦等，比较简单链型和弹性链型悬挂接触网对接触线寿命的影响，对比各种参数找出影响接触线疲劳寿命的几个关键因素，为柔性悬挂接触网系统的设计和工程实际施工与维护提供重要依据。
作者：	陈花丽
专业：	结构工程
导师：	毕继红
授予学位：	硕士
授予学位单位：	天津大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文