25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架疲勞壽命研究.pdf

1、根據(jù)2016年審議通過的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，未來15年我國(guó)將處于鐵路建設(shè)高峰期。25m鋼軌為既有線升級(jí)改建與新建客貨共線的主要用軌，25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架是運(yùn)輸25m鋼軌的主要裝置。
　　為保證運(yùn)輸安全，25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架會(huì)定期進(jìn)行靜強(qiáng)度試驗(yàn)，根據(jù)結(jié)構(gòu)上的最大應(yīng)力值與材料許用應(yīng)力的關(guān)系判斷其安全情況。但在實(shí)際運(yùn)用中，能達(dá)到試驗(yàn)中最大應(yīng)力值的情況極少。在大部分時(shí)間中，軌道不平順引起的車輛振動(dòng)使25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架處于載荷不斷

2、變化的狀態(tài)下，造成了材料的疲勞破壞，使其逐漸到達(dá)疲勞壽命。
　　本文選擇攀鋼設(shè)計(jì)制造的25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架作為研究對(duì)象，按照以下步驟研究其疲勞壽命的計(jì)算與優(yōu)化。
　　(1)使用動(dòng)力學(xué)仿真軟件SIMPACK建立了兩輛平車跨裝25m鋼軌的車組模型。根據(jù)攀鋼25m鋼軌的運(yùn)輸所經(jīng)線路的線路條件設(shè)計(jì)仿真線路工況，經(jīng)仿真計(jì)算得到25m鋼軌運(yùn)輸時(shí)六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架所受的載荷-時(shí)間序列。
　　(2)使用三維建模軟件SolidWorks建立

3、了25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架主體部分的三維模型，即死心盤和活心盤的下架體模型。然后在HyperMesh中對(duì)模型進(jìn)行有限元處理，并導(dǎo)入力學(xué)仿真軟件ANSYS中進(jìn)行有限元強(qiáng)度計(jì)算。最后得到了一定壓力下死心盤和活心盤下架體的應(yīng)力分布情況。與實(shí)測(cè)試驗(yàn)得到的應(yīng)力數(shù)據(jù)比較后，可確定計(jì)算結(jié)果的可靠性。通過分析應(yīng)力分布，選取25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架上容易發(fā)生疲勞的點(diǎn)，作為疲勞評(píng)價(jià)點(diǎn)。
　　(3)根據(jù)25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架的載荷-時(shí)間序列，可得到各疲勞評(píng)

4、價(jià)點(diǎn)的應(yīng)力-時(shí)間序列。使用雨流計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)得到各評(píng)價(jià)點(diǎn)的應(yīng)力譜，并根據(jù)英標(biāo)BS7608:1993鋼材結(jié)構(gòu)疲勞損傷評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算各評(píng)價(jià)點(diǎn)在不同等級(jí)實(shí)驗(yàn)線路上的疲勞損傷，進(jìn)而計(jì)算25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架在不同線路等級(jí)下的疲勞壽命里程。
　　(4)針對(duì)影響25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架疲勞壽命的幾種因素，提出了幾種常用的延長(zhǎng)疲勞壽命的方法，并分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，選取最為經(jīng)濟(jì)的薄弱處補(bǔ)強(qiáng)法對(duì)25m鋼軌六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行改進(jìn)，計(jì)算表明經(jīng)過補(bǔ)強(qiáng)可以顯著延長(zhǎng)