標(biāo)準(zhǔn)動車組車體和設(shè)備艙應(yīng)力特征和可靠性分析研究.pdf

1、隨著中國新一代高速動車組——“復(fù)興號”的投入運(yùn)營，標(biāo)志著我國高鐵技術(shù)邁上一個(gè)新臺階。車體作為主要的承載部件，設(shè)備艙作為安裝其他車下設(shè)備的基礎(chǔ)，對于動車組行車安全性和舒適性具有決定性作用。本文以標(biāo)準(zhǔn)動車組(CR400BF)8車車體和設(shè)備艙為研究對象，主要依托線路實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　1.基于有限元仿真和實(shí)測數(shù)據(jù)，確定能夠表征車體和設(shè)備艙應(yīng)力特征的18個(gè)應(yīng)力測點(diǎn)，篩選出典型數(shù)據(jù)，離散成16級應(yīng)力譜，并對應(yīng)力譜進(jìn)

2、行函數(shù)擬合，擬合結(jié)果表明車體和設(shè)備艙應(yīng)力譜服從三參數(shù)威布爾分布，并根據(jù)威布爾分布進(jìn)行應(yīng)力極大值推斷，編制實(shí)測數(shù)據(jù)的拓展應(yīng)力譜。
　　2.基于實(shí)測應(yīng)力譜，使用兩種不同理論——Miner線性累積理論和Corten-Dolan非線性疲勞累積理論對車體和設(shè)備艙應(yīng)力表征測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)測損傷計(jì)算和疲勞壽命評估，結(jié)果表明，車體和設(shè)備艙關(guān)鍵部位均滿足1500萬公里設(shè)計(jì)壽命，由于Corten-Dolan非線性疲勞累積理論考慮了大應(yīng)力對低幅值應(yīng)力的影響，

3、結(jié)果較Miner線性累積理論更為保守;通過對整個(gè)運(yùn)行交路不同階段進(jìn)行損傷貢獻(xiàn)率對比，可知:對于大部分測點(diǎn)列車勻速運(yùn)行部分貢獻(xiàn)了大部分損傷值，但對于某些設(shè)備艙測點(diǎn)，由于對于岔道和小曲線的敏感性，在列車進(jìn)站和出站階段，損傷占比較大。
　　3.根據(jù)大量的實(shí)測數(shù)據(jù)，從時(shí)域和頻域的角度對不同線路進(jìn)行動應(yīng)力特征分析，結(jié)果表明大西線應(yīng)力水平較其他線路高，三條線路車體在頻域特性呈現(xiàn)相似性，設(shè)備艙頻域特征差別較大;計(jì)算不同速度工況對車體和設(shè)備艙的影

4、響，不同加速度工況下，車體和設(shè)備艙測點(diǎn)應(yīng)力水平變化不大，但隨著速度等級的提高，測點(diǎn)應(yīng)力逐漸增大，由200km/h提至300km/h時(shí)，測點(diǎn)應(yīng)力水平變化明顯。
　　4.統(tǒng)計(jì)幾種典型工況下的應(yīng)力特征，結(jié)果表明:空重載工況對于測點(diǎn)應(yīng)力水平影響不大;曲線工況對于測點(diǎn)應(yīng)力特征影響明顯，隨著曲線半徑逐漸減小，測點(diǎn)應(yīng)力水平增加明顯;進(jìn)出隧道工況和明顯會車工況由于氣密載荷和空氣動力學(xué)效應(yīng)影響顯著，車體和設(shè)備艙測點(diǎn)應(yīng)力水平急劇增大，瞬時(shí)應(yīng)力幅值變化