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机车车辆螺栓联接结构可靠性分析
| 论文题名： | 机车车辆螺栓联接结构可靠性分析 |
| 关键词： | 地铁车辆;转向架;高度阀板;螺栓联接结构;可靠性分析 |
| 摘要： | 轨道车辆整体及局部结构强度问题是影响车辆使用性能和寿命的关键所在，在实际运用过程中，车辆强度的薄弱环节存在于结构连接处。对于焊接结构，可以通过动应力测量的方式评价该区域的疲劳寿命，并形成了相关的评定标准;对于螺栓联结与铆接的结构，疲劳危险点往往出现在结构预紧区，即螺栓或铆钉与母材的结合面，该区域由于预紧力和通孔导致的几何突变会产生较大的应力集中，当承担动态负载时容易产生疲劳破坏。例如，机车车辆上的高度阀板、排障器、沙箱、电气连接座、受电弓等部位在结构预紧区易出现疲劳裂纹。 本文以地铁车辆转向架上的高度阀板为例，研究螺栓联接结构预紧区的动应力推断方法，进而对该结构进行可靠性分析，主要工作包括: (1)利用三维制图软件(SolidWorks)对高度阀板进行三维建模;利用Hypermesh软件对模型进行网格划分，且根据螺栓孔周围的应力分布情况对预紧区网格进行放射状处理;选择合适的接触参数使该有限元模型更加精确。 (2)研究预紧区的应力分布状态;根据谐响应分析结果，得到该高度阀板的动态响应，设计测试方案并得出预紧区与测点间的传递关系;利用实测信号对有限元模型进行修正后，推算出预紧区的应力-时间历程;根据材料99％可靠度下的S-N曲线，推算出预紧区的S-N曲线后，对该螺栓联接结构进行疲劳强度评估。 (3)提出高度阀板的优化方案，两种改进结构经过计算显示均能安全运营360万公里;，且固有频率远离外载频率。 (4)根据谐响应分析结果，找出改进结构预紧区与测点间的动态传递关系;设计了预紧区附近的应力测试方案，利用模拟加载以及线路实测，验证了高度阀板螺栓结构周围存在线性微幅振动。 |
| 作者： | 杨延峰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李强 |
| 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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