高速輪軸載荷譜的試驗(yàn)研究.pdf

1、輪軸是高速動(dòng)車組安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件之一，隨著高速列車運(yùn)行速度的提高，對(duì)輪軸疲勞問(wèn)題也提出了更加嚴(yán)格的要求，輪軸載荷譜的編制及其分布特征的確定是對(duì)輪軸進(jìn)行疲勞評(píng)價(jià)和可靠性設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。因此，本文以更高速度試驗(yàn)列車動(dòng)車測(cè)力輪對(duì)為對(duì)象，以試驗(yàn)和仿真相結(jié)合的方式，對(duì)輪軸載荷譜進(jìn)行研究。本文對(duì)如下幾個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了研究:
　　(1)制作測(cè)力輪對(duì)并進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定試驗(yàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理獲取垂向和橫向載荷傳遞系數(shù)及其相互影響系數(shù)，同時(shí)考慮到兩種載荷

2、間的耦合，推導(dǎo)出載荷修正公式，并通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該式的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(2)建立測(cè)力輪對(duì)的有限元模型，通過(guò)仿真的方法獲得載荷傳遞系數(shù)，與標(biāo)定試驗(yàn)的傳遞系數(shù)對(duì)比，驗(yàn)證了仿真獲取載荷傳遞系數(shù)的可行性。根據(jù)UIC510-5標(biāo)準(zhǔn)，確定各工況下車輪所受載荷的大小和作用位置，評(píng)價(jià)了測(cè)力車輪的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。結(jié)果表明，測(cè)力車輪的強(qiáng)度滿足使用要求。
　　(3)通過(guò)諧波分析的方法，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行分析。根據(jù)線路特點(diǎn)，確定直線、曲線

3、和道岔等典型工況，編制了各典型工況下的載荷譜和應(yīng)力譜，并分析了速度、導(dǎo)向軸和非導(dǎo)向軸以及線路對(duì)載荷譜和應(yīng)力譜特性的影響。
　　(4)基于車軸關(guān)鍵部位的應(yīng)力-時(shí)間歷程數(shù)據(jù)，分析車軸作為導(dǎo)向軸和非導(dǎo)向軸時(shí)對(duì)損傷的影響，最后根據(jù)線性累積損傷理論對(duì)車軸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評(píng)估。結(jié)果表明，車軸滿足1200萬(wàn)公里的運(yùn)營(yíng)要求。
　　(5)針對(duì)編制出的載荷譜，對(duì)其分布進(jìn)行擬合，利用BFGS擬牛頓法對(duì)分布參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解，結(jié)果表明，橫向載荷服從截尾正