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铁路货车转向架摇枕弹簧的疲劳可靠性分析
| 论文题名： | 铁路货车转向架摇枕弹簧的疲劳可靠性分析 |
| 关键词： | 铁路;货车转向架;摇枕;弹簧;疲劳寿命评估;疲劳可靠性;可靠性模型;载荷谱;蒙特卡洛方法;疲劳试验数据;疲劳强度;材料属性;线性损伤累积;疲劳寿命估算;车辆零部件;线路不平顺;系统可靠性;可靠性指标;可靠性研究;可靠性分析 |
| 摘要： | 随着我国铁路运输向着高速、重载的方向不断发展,对车辆零部件的疲劳强度提出了更高的要求,作为货车转向架的关键零部件,摇枕弹簧在实现车辆载荷的均匀传递,缓和线路不平顺引起的振动与冲击等方面,起着至关重要的作用,因此,为保障行车安全,迫切需要对摇枕弹簧进行疲劳可靠性的研究。 摇枕弹簧的疲劳可靠性研究对于货车的运行安全、设计制造、维修周期及标准的制定具有重要意义。同时,由于现有摇枕弹簧采用了新型材料60Si2CrVAT,亟待对其疲劳可靠性进行科学、全面的评估。 本文以C70敞车的转K6转向架摇枕弹簧为作为研究对象,基于60Si2CrVAT材料的试验数据,利用AAR载荷谱对摇枕弹簧组进行了疲劳寿命评估,提出了评估弹簧疲劳的可靠性模型,并对弹簧组进行了全面的可靠性分析,主要工作如下: (1)根据疲劳试验数据及弹簧的材料属性得出弹簧的S-N曲线,并利用铁道部标准试验载荷对弹簧进行了疲劳寿命验证计算。 (2)结合车辆的结构,对弹簧进行了详细的受力分析,采用AAR载荷谱,将载荷谱(包括心盘和旁承)转化为弹簧载荷谱,对弹簧进行疲劳寿命估算,得出了五种弹簧的疲劳寿命。 (3)根据Miner线性损伤累积理论,考虑疲劳强度、材料属性、几何参数等基本因素的随机性,提出了弹簧的疲劳可靠性模型,并用Matlab进行建模,采用蒙特卡洛方法进行数字仿真,得出了弹簧的相关可靠性指标。 (4)利用蒙特卡洛方法的仿真结果,对弹簧的疲劳寿命进行了分布拟合。通过与常用可靠性模型的对比,分析了摇枕弹簧组的系统可靠性。 (5)分析了弹簧组系统故障对各弹簧疲劳寿命的影响,并给出了相关的维修建议。 |
| 作者： | 左顺宏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 宋永增 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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