服役条件下动车组车下吊挂局部疲劳强度研究
发布时间：2022-04-23 10:31
高速运行的动车组车体所受到的载荷复杂,车下设备刚性吊挂使车体承载更加恶劣,可能引发局部结构的疲劳失效,对动车组车下吊挂局部承载结构疲劳强度的研究显得越来越重要。本文基于动力学和疲劳强度结合的分析系统方法,对服役条件下动车组车下吊挂局部疲劳强度进行了相关研究。本文建立了整备状态下的动车组车体有限元模型,通过与实测模态振型数据的比对,修正了该模型,获取了车体主结构的各阶模态振型,以及横梁局部结构的各阶模态振型。对车下吊挂设备安装的车体横梁上相关载荷施加点,分别施加单位静态载荷和扫频载荷,进行准静态分析和谐响应分析,得到对应载荷工况下的准静态响应函数和频响函数。结合京沪线实际线路工务图信息,对线路全程进行工况的划分,以直线、曲线、道岔、牵引、制动工况进行组合,基于线路实测振动加速度数据验证后的刚柔耦合动力学模型,以仿真分析手段获取各个工况下车体的悬吊设备吊挂点位置的时域载荷,并通过相应的实际线路里程进行线性扩展,编制线路全程的载荷谱。该载荷谱可作为服役条件下动车组车下吊挂局部疲劳强度研究的基础。本文还以准静态响应函数和频率响应函数作为传递函数,以载荷谱作为输入变量,结合材料S-N疲劳特性曲线...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 弹性车体振动和吊挂局部振动问题
1.2.2 载荷谱编制研究
1.3 本文工作
第2章 疲劳理论基础
2.1 疲劳理论基础
2.1.1 时域分析法
2.1.2 频域分析法
2.2 疲劳评估标准
2.2.1 AAR标准
2.2.2 FKM标准
2.2.3 IIW标准和BS EN标准
2.3 雨流计数法
2.4 疲劳损伤累计理论
2.5 本章小结
第3章 刚性吊挂下刚柔耦合动力学模型
3.1 车体柔性体模型
3.1.1 车体有限元模型
3.1.2 模型修正和模态计算
3.1.3 车体横梁局部模态振型
3.2 动车组刚柔耦合模型
3.2.1 主自由度缩减
3.2.2 刚柔耦合动力学模型
3.3 模型验证
3.3.1 车体悬挂模态结果
3.3.2 加速度对比
3.4 本章小结
第4章 车下设备吊挂点载荷谱编制
4.1 时域载荷仿真计算
4.1.1 直线工况
4.1.2 制动工况
4.1.3 牵引工况
4.1.4 曲线工况
4.1.5 道岔工况
4.2 载荷谱编制
4.2.1 线路工况组合
4.2.2 载荷谱编制
4.3 本章小结
第5章 车下吊挂点局部疲劳强度评估
5.1 评估点选取
5.1.1 时域评估点
5.1.2 频域评估点
5.2 应力响应函数
5.2.1 准静态响应函数
5.2.2 频域响应函数
5.3 疲劳强度评估
5.3.1 材料S-N曲线
5.3.2 疲劳损伤评估结果对比
5.4 本章小结
第6章 吊挂方式对吊挂局部疲劳损伤的影响
6.1 车轮磨耗工况下的损伤评估
6.2 故障工况下的损伤评估
6.3 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁悬浮轨道交通关键技术及全速度域应用研究[J]. 徐飞,罗世辉,邓自刚. 铁道学报. 2019(03)
[2]基于模态叠加法的振动响应修正方法研究概述[J]. 于晨阳,范宣华. 装备环境工程. 2019(02)
[3]欧盟标准BS EN 12663-1的应用研究[J]. 王艳丽,陈刚,谭富星. 城市轨道交通研究. 2019(02)
[4]某机载单元随机振动疲劳分析[J]. 李齐兵,敬敏,张梁娟,刘家华. 电子机械工程. 2018(06)
[5]有轨电车车体轻量化优化分析[J]. 段华东,蒋忠城,刘亚妮. 机车电传动. 2018(06)
[6]基于改进准静态法的刀盘动应力分析及实测验证[J]. 聂晓东,胡军,李旋旋,霍军周,欧阳湘宇. 机械工程与自动化. 2018(03)
[7]雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法[J]. 刘美平,刘雪林,潘柳. 压力容器. 2018(04)
[8]国内外铁道车辆车轴标准分析[J]. 夏晓强. 交通世界. 2016(33)
[9]高速列车车体动应力分析方法及寿命预测研究[J]. 卢耀辉,冯振,曾京,陈天利,邬平波. 铁道学报. 2016(09)
[10]车下设备悬吊方式对车体振动的影响[J]. 罗光兵,曾京,罗仁. 铁道学报. 2015(05)
博士论文
[1]基于外推改进的工程机械载荷谱编制方法研究[D]. 翟新婷.吉林大学 2018
[2]服役环境下动车组车体振动与疲劳研究[D]. 李凡松.西南交通大学 2018
[3]高速列车车体及车下设备耦合振动研究[D]. 罗光兵.西南交通大学 2014
硕士论文
[1]CRH3型车转向架刚柔耦合动力学研究[D]. 杨浚纲.大连交通大学 2018
[2]卧铺动车组车体优化设计研究[D]. 张晓林.大连交通大学 2018
[3]动车组构架电机吊座局部疲劳寿命研究[D]. 何宙.西南交通大学 2018
[4]考虑高频振动的地铁转向架天线梁疲劳强度研究[D]. 蔡川东.西南交通大学 2018
[5]时速400公里动车组转向架构架载荷谱的研究[D]. 张志鹏.北京交通大学 2018
[6]跨座式单轨车体结构振动疲劳研究[D]. 张航.西南交通大学 2017
[7]中国标准动车组车体载荷谱研究[D]. 秦海峰.北京交通大学 2017
[8]标准化动车组中间车体侧墙轻量化与结构优化设计[D]. 胡志峰.北京交通大学 2016
[9]高速列车车体铝合金横梁疲劳可靠性研究[D]. 邱凡.北京交通大学 2015
[10]振动疲劳的时频域分析与其预防方法探究[D]. 贲闯.东北大学 2014
本文编号：3647000
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 弹性车体振动和吊挂局部振动问题
1.2.2 载荷谱编制研究
1.3 本文工作
第2章 疲劳理论基础
2.1 疲劳理论基础
2.1.1 时域分析法
2.1.2 频域分析法
2.2 疲劳评估标准
2.2.1 AAR标准
2.2.2 FKM标准
2.2.3 IIW标准和BS EN标准
2.3 雨流计数法
2.4 疲劳损伤累计理论
2.5 本章小结
第3章 刚性吊挂下刚柔耦合动力学模型
3.1 车体柔性体模型
3.1.1 车体有限元模型
3.1.2 模型修正和模态计算
3.1.3 车体横梁局部模态振型
3.2 动车组刚柔耦合模型
3.2.1 主自由度缩减
3.2.2 刚柔耦合动力学模型
3.3 模型验证
3.3.1 车体悬挂模态结果
3.3.2 加速度对比
3.4 本章小结
第4章 车下设备吊挂点载荷谱编制
4.1 时域载荷仿真计算
4.1.1 直线工况
4.1.2 制动工况
4.1.3 牵引工况
4.1.4 曲线工况
4.1.5 道岔工况
4.2 载荷谱编制
4.2.1 线路工况组合
4.2.2 载荷谱编制
4.3 本章小结
第5章 车下吊挂点局部疲劳强度评估
5.1 评估点选取
5.1.1 时域评估点
5.1.2 频域评估点
5.2 应力响应函数
5.2.1 准静态响应函数
5.2.2 频域响应函数
5.3 疲劳强度评估
5.3.1 材料S-N曲线
5.3.2 疲劳损伤评估结果对比
5.4 本章小结
第6章 吊挂方式对吊挂局部疲劳损伤的影响
6.1 车轮磨耗工况下的损伤评估
6.2 故障工况下的损伤评估
6.3 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁悬浮轨道交通关键技术及全速度域应用研究[J]. 徐飞,罗世辉,邓自刚. 铁道学报. 2019(03)
[2]基于模态叠加法的振动响应修正方法研究概述[J]. 于晨阳,范宣华. 装备环境工程. 2019(02)
[3]欧盟标准BS EN 12663-1的应用研究[J]. 王艳丽,陈刚,谭富星. 城市轨道交通研究. 2019(02)
[4]某机载单元随机振动疲劳分析[J]. 李齐兵,敬敏,张梁娟,刘家华. 电子机械工程. 2018(06)
[5]有轨电车车体轻量化优化分析[J]. 段华东,蒋忠城,刘亚妮. 机车电传动. 2018(06)
[6]基于改进准静态法的刀盘动应力分析及实测验证[J]. 聂晓东,胡军,李旋旋,霍军周,欧阳湘宇. 机械工程与自动化. 2018(03)
[7]雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法[J]. 刘美平,刘雪林,潘柳. 压力容器. 2018(04)
[8]国内外铁道车辆车轴标准分析[J]. 夏晓强. 交通世界. 2016(33)
[9]高速列车车体动应力分析方法及寿命预测研究[J]. 卢耀辉,冯振,曾京,陈天利,邬平波. 铁道学报. 2016(09)
[10]车下设备悬吊方式对车体振动的影响[J]. 罗光兵,曾京,罗仁. 铁道学报. 2015(05)
博士论文
[1]基于外推改进的工程机械载荷谱编制方法研究[D]. 翟新婷.吉林大学 2018
[2]服役环境下动车组车体振动与疲劳研究[D]. 李凡松.西南交通大学 2018
[3]高速列车车体及车下设备耦合振动研究[D]. 罗光兵.西南交通大学 2014
硕士论文
[1]CRH3型车转向架刚柔耦合动力学研究[D]. 杨浚纲.大连交通大学 2018
[2]卧铺动车组车体优化设计研究[D]. 张晓林.大连交通大学 2018
[3]动车组构架电机吊座局部疲劳寿命研究[D]. 何宙.西南交通大学 2018
[4]考虑高频振动的地铁转向架天线梁疲劳强度研究[D]. 蔡川东.西南交通大学 2018
[5]时速400公里动车组转向架构架载荷谱的研究[D]. 张志鹏.北京交通大学 2018
[6]跨座式单轨车体结构振动疲劳研究[D]. 张航.西南交通大学 2017
[7]中国标准动车组车体载荷谱研究[D]. 秦海峰.北京交通大学 2017
[8]标准化动车组中间车体侧墙轻量化与结构优化设计[D]. 胡志峰.北京交通大学 2016
[9]高速列车车体铝合金横梁疲劳可靠性研究[D]. 邱凡.北京交通大学 2015
[10]振动疲劳的时频域分析与其预防方法探究[D]. 贲闯.东北大学 2014
本文编号：3647000
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3647000.html
