地鐵車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架疲勞可靠性研究.pdf

1、我國軌道車輛轉(zhuǎn)向架構(gòu)架均采用鋼焊接結(jié)構(gòu)，這樣可以大大降低車輛結(jié)構(gòu)的自重，但是隨著運行速度的提高、載荷的增大、頻率范圍的擴大，尤其是復(fù)雜的焊接接頭形式使得構(gòu)架在運營中的實際承載情況變得十分惡劣，導(dǎo)致焊接接頭處成為結(jié)構(gòu)失效的主要區(qū)域，因此也對構(gòu)架的安全可靠性提出了更高的要求。本文以北京地鐵2號線轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為研究對象，對其疲勞可靠性展開研究，主要完成了以下研究工作:
　　(1)對Pingsha Dong教授提出的結(jié)構(gòu)應(yīng)力法進行深入研究，

2、對其2D和3D單元計算公式進行過程推導(dǎo)，針對3D單元，提出離散化的的體單元膜應(yīng)力、彎曲應(yīng)力計算方法，并給出算例進行網(wǎng)格不敏感性驗證;
　　(2)建立2號線構(gòu)架有限元模型（6面體單元和4面體單元相結(jié)合），完成了疲勞關(guān)鍵部位等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力幅值計算，并用“主S-N曲線法”對其進行疲勞壽命評估，結(jié)果顯示，構(gòu)架滿足設(shè)計使用要求;
　　(3)綜合有限元計算結(jié)果和動應(yīng)力實測結(jié)果，對構(gòu)架強度計算標準(BS EN13749)中的載荷量值進行修正

3、，使計算結(jié)果更符合中國地鐵線路實際狀況;
　　(4)構(gòu)架可靠性受諸多因素影響，找到主導(dǎo)因素是保證設(shè)計高可靠性構(gòu)架的前提。運用概率的方法建立構(gòu)架參數(shù)化有限元模型，選取幾何尺寸、載荷和材料屬性為隨機變量，以母材和焊縫部位最大主應(yīng)力與其許用應(yīng)力建立失效狀態(tài)函數(shù)，基于Monte Carlo數(shù)值模擬，計算構(gòu)架各隨機輸入變量的可靠性參數(shù)靈敏度;
　　(5)對構(gòu)架進行歸類，并挑選與2號線構(gòu)架同一類型的構(gòu)架作為研究對象，綜合其仿真計算結(jié)果和