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动车组转向架悬挂件随机振动疲劳寿命预测
| 论文题名： | 动车组转向架悬挂件随机振动疲劳寿命预测 |
| 关键词： | 动车组;转向架;悬挂件;振动疲劳寿命;有限元分析 |
| 摘要： | 天线梁作为动车组转向架重要的悬挂件，起到了搭载机车车载信号的作用，其振动疲劳强度直接影响到车辆的行车安全。现有对铁道车辆附属结构的疲劳寿命可靠性研究有两种方式:一是进行实车在线试验，二是基于相关标准（如EN61373-2010）进行试验或有限元分析。由于试验条件的限制，本文采用有限元分析方法对天线梁进行寿命预测。由于标准中规定的激励与天线梁实际运行中所受激励有一定的差别，因此，开展天线梁随机激励下的振动疲劳寿命分析对天线梁的设计具有重要意义。 本文利用逆傅里叶变换方法对德国轨道谱进行随机过程数值模拟，通过对比分析，验证该方法的正确性和可行性。采用周期图法对武广线和京津线实测轨道谱进行数值模拟，对比分析了武广线、京津线、美国六级轨道谱和德国高低干扰轨道谱。 本文采用整体模型进行计算，建立构架和天线梁有限元模型，轮对采用梁单元进行简化。考虑四个轮对在行驶过程中的时延性，在四个轮对处分别施加三个方向的轨道不平顺自功率谱和互功率谱，利用有限元分析软件获得天线梁在多点多激励下的结构应力响应功率谱。根据焊缝S-N曲线和天线梁疲劳寿命模型，采用疲劳分析软件进行疲劳仿真，得到随机振动激励下天线梁的疲劳寿命分布，最后寿命与工程实际要求进行对比。 本文分别对美国六级轨道谱和德国高低干扰轨道谱进行数值模拟，并根据频域采样定理分别采样得到轨道激励功率谱。分别计算对比了各个轨道不平顺之间的差别以及对天线梁寿命的影响，同时考虑了不同速度等级对天线梁疲劳寿命的影响。 本文研究表明，频域寿命能够很好的预测天线梁结构的振动疲劳，为铁道车辆附属结构的抗疲劳寿命提供了一种有效的方法。 |
| 作者： | 徐杰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 肖守讷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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