基于可靠性的機(jī)車車輛全生命周期結(jié)構(gòu)安全管理體系研究.pdf

1、面對不斷加劇的交通運(yùn)輸市場競爭和旅客對交通運(yùn)輸工具運(yùn)行安全性越來越高的要求，促使機(jī)車車輛行業(yè)包括管理部門及制造企業(yè)和運(yùn)營企業(yè)必須高度關(guān)注車輛的安全性以保證機(jī)車車輛的安全運(yùn)營。結(jié)構(gòu)安全是機(jī)車車輛運(yùn)營安全的重要組成部分，隨著鐵路的持續(xù)提速，機(jī)車車輛頻發(fā)的結(jié)構(gòu)故障已成為鐵路運(yùn)輸安全的主要隱患之一。本論文擬圍繞機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)面向全生命周期安全保障問題進(jìn)行研究。 論文首先通過對機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)安全的結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計及其穩(wěn)鍵性、車輛和轉(zhuǎn)向架制造工藝

2、與加工質(zhì)量、車輛運(yùn)行環(huán)境與車輛的運(yùn)用與維護(hù)等諸多因素的影響分析與討論，表明了機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)安全是一個涉及從設(shè)計、制造及運(yùn)用乃至報廢在內(nèi)的機(jī)車車輛產(chǎn)品各個階段在運(yùn)用環(huán)境等諸多條件制約下的復(fù)雜系統(tǒng)問題，因而為了確保機(jī)車車輛尤其提速客車的結(jié)構(gòu)運(yùn)行安全，’需要從全生命周期系統(tǒng)論的觀點(diǎn)出發(fā)去進(jìn)行思考與研究其安全的對策。而作為產(chǎn)品安全可靠的重要支柱技術(shù)，可靠性研究對結(jié)構(gòu)安全將發(fā)揮重要的保障作用。由此，本文從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)安全可靠性出發(fā)，運(yùn)用產(chǎn)品全生命周期管

3、理理論和可靠性理論，提出在機(jī)車車輛的設(shè)計、制造、運(yùn)用和維修、報廢四個主要階段， 建立機(jī)車車輛全生命周期結(jié)構(gòu)安全管理體系的思路及其內(nèi)涵，并提出了全生命周期安全管理體系框架結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)。 論文研討了在產(chǎn)品設(shè)計這一全生命周期的初期階段，進(jìn)行機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)安全設(shè)計技術(shù)，其中包括結(jié)構(gòu)安全壽命設(shè)計技術(shù)，疲勞可靠性分析和設(shè)計及事故安全可靠性設(shè)計的技術(shù)和方法，以及面向材料、制造和加工工藝及裝配的安全設(shè)計技術(shù)；同時運(yùn)用系統(tǒng)可靠性理論，研究了機(jī)

4、車車輛結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性，建立了機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性模型，并以客車轉(zhuǎn)向架為對象，進(jìn)行了可靠性設(shè)計中重要環(huán)節(jié)之一的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)的可靠度分配計算；在此基礎(chǔ)上，論文將最優(yōu)化技術(shù)與可靠性技術(shù)相結(jié)合，以高速客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為實例，研究了基于疲勞可靠性的機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。同時，論文對面向安全的機(jī)車車輛產(chǎn)品質(zhì)量管理技術(shù)包括制造過程中的可靠性與結(jié)構(gòu)安全、制造質(zhì)量可靠性控制技術(shù)以及質(zhì)量保證技術(shù)進(jìn)行了分析與討論。 借鑒國外以可靠

5、性為中心的維修理論，論文結(jié)合我國機(jī)車車輛運(yùn)用維修狀況，針對機(jī)車車輛這一可修復(fù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，從修復(fù)性維修和預(yù)防性維修兩個組成部分的特點(diǎn)，提出了基于可靠性的機(jī)車車輛運(yùn)用和維修管理策略；同時在對三個客車車輛段的維修調(diào)研和故障維修記錄進(jìn)行可靠性概率統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，對機(jī)車車輛轉(zhuǎn)向架故障發(fā)生頻次予以分析，探索了故障頻次分布的規(guī)律性；然后對故障模式、影響與危害性進(jìn)行了分析(FMECA)，從而為面向安全的維修計劃的制定，提供了較可靠的依據(jù)。同時論文也探討了

6、通過將以經(jīng)濟(jì)成本分析為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)壽命分析與結(jié)構(gòu)可靠性可用壽命以及耗損壽命三者結(jié)合制定我國機(jī)車車輛報廢條件的可靠性管理技術(shù)。 作為運(yùn)用階段可靠性技術(shù)研究實例，論文以某動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為研究對象，采用實測的加速度作為激勵，通過結(jié)構(gòu)瞬態(tài)響應(yīng)分析獲得構(gòu)架的動應(yīng)力歷程，在此基礎(chǔ)上，對構(gòu)架進(jìn)行了疲勞分析和壽命預(yù)測。由此提出了一種在役階段對軌道車輛結(jié)構(gòu)疲勞安全進(jìn)行監(jiān)測的新方法。 最后，論文研討了基于可靠性的機(jī)車車輛安全體系的管理技術(shù)。根