论文部分内容阅读
车体作为主要的承载部件,设备舱作为安装其他车下设备的基础,对于动车组行车安全性和舒适性具有决定性作用。中国标准动车组作为全新设计的具有完全自主知识产权的标志性产品,分析其车体及设备舱在服役过程中动应力特征及可靠性对优化标准动车组的设计、设置合理的检修维护周期以及可靠性试验评估标准具有深远的意义。本文以标准动车组动头车车体及设备舱为研究对象,主要依托在大西、郑徐及哈大三条客运专线进行长期动应力跟踪试验获取的数据进行分析研究,主要研究内容如下:1.基于有限元仿真和实测数据,确定能够表征车体和设备舱应力特征的21个应力测点,筛选出典型数据,离散成16级应力谱,并对应力谱进行函数拟合,拟合结果表明车体和设备舱应力谱服从三参数威布尔分布,并根据威布尔分布进行应力极大值推断,编制实测数据的拓展应力谱。2.基于实测应力谱,使用两种不同理论—Miner线性累积理论和Corten-Dolan非线性疲劳累积理论对车体和设备舱应力表征测点进行实测损伤计算和疲劳寿命评估,结果表明,车体和设备舱关键部位均满足1500万公里设计寿命,由于Corten-Dolan非线性疲劳累积理论考虑了大应力对低幅值应力的影响,结果较Miner线性累积理论更为保守。3.根据实测的大量数据,从时域和频域的角度对不同线路进行动应力特征分析,结果表明线路条件的差异对车体及设备舱应力特性影响明显;计算不同速度级工况对车体和设备舱的影响,不同速度级工况下,车体和设备舱等效应力随着速度的提高,都有整体上升的趋势,设备舱模块应力对于速度级的变化响应敏感,对于设备舱模块的疲劳可靠性要更加关注。4.分析不同典型工况下的动应力特征,曲线工况对于测点动应力特征影响明显,在不同曲线半径,测点应力水平变化不同;空重载工况对于测点应力水平影响较小;进出隧道工况和明线会车工况由于气密载荷和空气动力学效应影响显著,车体和设备舱测点应力水平急剧增大。