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基于线路试验的C80车体结构载荷谱与动应力响应分析
| 论文题名： | 基于线路试验的C80车体结构载荷谱与动应力响应分析 |
| 关键词： | 铁路货物运输;敞车车体;结构力学;载荷谱;动应力响应 |
| 摘要： | 提速和重载化已成为我国铁路货物运输的既定发展方向，而C80重载运煤专用敞车的研制成功更是推动了我国铁路货物运输事业的高速发展。神华集团是我国最大的煤炭能源生产运输企业，具有一定规模的C80型敞车保有量，然而，其专用铁路线路的路况较为复杂恶劣，C80型敞车在运用中由随机交变载荷的作用导致车体结构的裂损率明显高于同型国铁敞车。因此，开展神华专用线路上的C80型敞车车体载荷谱研究、全面系统掌握车体服役载荷环境的工作具有重要意义。另外，寻找对C80型敞车车体结构疲劳损伤影响较大的典型线路特征和运行工况，为评估车辆零部件的服役疲劳可靠性和运用部位维修周期的确定提供基础依据。本论文以C80型敞车的线路载荷谱试验为基础，进行了以下几个方面的研究: (1)通过在C80型敞车上安装测力车钩和测力摇枕来获得车钩、心盘和旁承的载荷数据，然后基于在神朔-朔黄线路的实测载荷-时间历程数据，通过雨流计数法，编制了神木-黄骅港路段车体沉浮、纵向、侧滚和扭转实测载荷谱。 (2)建立C80型敞车车体的有限元模型，对其进行静力学分析，计算车体在沉浮、纵向、侧滚和扭转四种工况下的应力值，从而确定车体疲劳关键部位在各载荷系下的载荷-应力传递系数。同时对车体模型进行有限元模态分析，并与车体测点的频谱分析进行对比，排除了动态因素的影响，明确了静态载荷-应力传递关系可以用于车体疲劳损伤评估。 (3)在测试载荷的同时，也测试了这些疲劳关键部位的动态应力。在此工作基础上，对大应力点分别进行了实测应力谱损伤和实测载荷谱的损伤累积计算，并利用损伤一致性准则的校验方法对比了计算结果，对实测载荷谱进行了校准。另一方面，针对车体一位端墙辅助梁角铁区域的疲劳强度不足问题，利用校准后的载荷谱对改进后的结构进行损伤和寿命分析，确认了此区域改进方案的有效性。 |
| 作者： | 赵一娇 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 孙守光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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