提速貨車橫向動力學(xué)可靠性研究.pdf

1、長期以來，貨車橫向動力學(xué)性能的可靠性是困擾我國貨車提速的一個關(guān)鍵技術(shù)難題。型式試驗表明轉(zhuǎn)8A型轉(zhuǎn)向架原型車在新車狀態(tài)下能滿足100km/h運行的需要，但實際運用中空車運行速度只能限制在70km/h以下，其橫向動力學(xué)性能的可靠性成為貨車提速的瓶頸。目前我國研發(fā)的多種提速轉(zhuǎn)向架均通過了120km/h型式試驗，但尚未在120km/h條件下進(jìn)行長期運用考核，提速貨車橫向動力學(xué)性能的可靠性亟待全面、科學(xué)的評估。 貨車橫向動力學(xué)性能的可靠性

2、研究對貨車運行安全、設(shè)計、制造、維修周期及標(biāo)準(zhǔn)的制定具有重要意義。受傳統(tǒng)的動力學(xué)評估技術(shù)所限，貨車動力學(xué)性能的可靠性研究在國內(nèi)外幾乎是空白。隨著車輛運行品質(zhì)動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（TPDS）的建立以及鐵道車輛信息化的發(fā)展，使得以地面監(jiān)測方式獲取符合實際運用條件、大樣本的橫向動力學(xué)可靠性數(shù)據(jù)成為可能。 本文基于2003～2007年中國鐵道科學(xué)研究院環(huán)行線進(jìn)行的35萬km提速貨車120km/h可靠性試驗，提出了利用地而監(jiān)測評估貨車橫向動力學(xué)性

3、能可靠性的方法，并對參試貨車及正線上提速貨車橫向動力學(xué)性能的可靠性進(jìn)行了分析。主要研究工作包括以下幾個方面： 1）提速貨車120km/h可靠性試驗中橫向動力學(xué)相關(guān)的故障分析。收集了可靠性試驗中與橫向動力學(xué)密切相關(guān)的磨耗及故障數(shù)據(jù)，分析了各類轉(zhuǎn)向架在各種工況下與橫向動力學(xué)相關(guān)的故障表現(xiàn)形式及規(guī)律。 2）地面監(jiān)測技術(shù)及可靠性試驗地面監(jiān)測數(shù)據(jù)分析。分析了輪軌地面監(jiān)測技術(shù)，通過我國TPDS在正線上監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，明確了TPDS監(jiān)

4、測對貨車橫向動力學(xué)可靠性分析的意義；分析了所有可靠性試驗參試貨車監(jiān)測數(shù)據(jù)與累積里程的關(guān)系，以及與橫向動力學(xué)相關(guān)故障的關(guān)聯(lián)性，提出了提速貨車橫向動力學(xué)性能相關(guān)的可靠性地面監(jiān)測評估體系。 3）貨車橫向動力學(xué)性能地面監(jiān)測評估技術(shù)研究。借鑒貝葉斯參數(shù)估計的思路，推廣得到貝葉斯估計推論，以此為基礎(chǔ)提出了貨車橫向動力學(xué)評估貝葉斯估計推論模型，實現(xiàn)了地面監(jiān)測與正線動力學(xué)評估的基于概率的數(shù)值關(guān)聯(lián)，解決了地面監(jiān)測評估貨車橫向動力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)缺失的難

5、題。利用可靠性試驗監(jiān)測數(shù)據(jù)和對應(yīng)的動力學(xué)試驗數(shù)據(jù)，以及實測數(shù)據(jù)和正線不平順動力學(xué)仿真計算結(jié)果，得到地面監(jiān)測與正線動力學(xué)試驗二維條件概率分布的實測樣本和仿真樣本。提出了基于累積概率二維條件概率密度函數(shù)的生成方法，解決了試驗樣本在大范圍缺失的問題，得到其二維概率密度函數(shù)。利用上述模型對可靠性試驗貨車橫向動力學(xué)性能進(jìn)行了評估和驗證。 4）提速貨車可靠性試驗數(shù)據(jù)分析。利用貨車橫向動力學(xué)評估貝葉斯估計推論模型，產(chǎn)生可靠性試驗中參試貨車橫向

6、動力學(xué)可靠性數(shù)據(jù)；分別建立可靠性試驗中參試貨車空車、重車的可靠性模型；針對貨車可靠性數(shù)據(jù)隨機(jī)截尾、數(shù)據(jù)量少、故障比例小以及無失效數(shù)據(jù)等特點，分別提出了針對隨機(jī)截尾數(shù)據(jù)和無失效數(shù)據(jù)的三參數(shù)威布爾分布的點估計和置信限估計方法；分析其可靠度、可靠壽命等指標(biāo)的點估計和置信限估計結(jié)果，這些結(jié)果是在可靠性試驗加速強(qiáng)化的極限條件下得到的，因此具有重要的指導(dǎo)意義。 5）正線提速貨車可靠性分析。作為地面監(jiān)測評估提速貨車橫向動力學(xué)可靠性的應(yīng)用實例，