城際動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷譜研究.pdf

1、我國(guó)高速動(dòng)車(chē)組最近十年的發(fā)展已經(jīng)舉世矚目，四橫四縱的框架基本形成。但是國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)一直沿用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，還沒(méi)有形成針對(duì)我國(guó)線路條件的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷譜。隨著高速動(dòng)車(chē)組技術(shù)的蓬勃發(fā)展，急切需要對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的載荷譜開(kāi)展研究。在國(guó)內(nèi)外研究載荷譜領(lǐng)域，針對(duì)指導(dǎo)動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架臺(tái)架試驗(yàn)的載荷譜非常少。究其原因，主要是轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的載荷復(fù)雜，相對(duì)于飛機(jī)上關(guān)鍵部件的六分力系統(tǒng)和機(jī)翼的懸臂結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是一個(gè)大型框架結(jié)構(gòu)部件，復(fù)雜的受力狀態(tài)導(dǎo)致

2、經(jīng)過(guò)雨流統(tǒng)計(jì)后載荷和應(yīng)力之間時(shí)序關(guān)系丟失，難以得到基于損傷一致性的載荷譜。
　　本文針對(duì)城際動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷譜進(jìn)行了研究，建立了基于線路實(shí)測(cè)載荷及動(dòng)應(yīng)力的載荷譜模型;針對(duì)城際動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架這種框架型結(jié)構(gòu)部件，研究其載荷譜的理論方法;采用直接測(cè)試獨(dú)立載荷技術(shù)，建立其分立載荷譜。主要的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新有:
　　1.針對(duì)城際動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件，在國(guó)際上首次建立了支撐損傷一致載荷譜編制的關(guān)鍵載荷與損傷信息測(cè)試方法

3、體系;包括:面向結(jié)構(gòu)承受的全部載荷，分別建立了基于標(biāo)定解耦的直接測(cè)試方法;以及編制損傷一致載荷譜所必需的載荷-應(yīng)力（損傷）傳遞系數(shù)標(biāo)定方法。
　　2.在系統(tǒng)比較各種典型時(shí)域載荷識(shí)別方法的基礎(chǔ)上，就相關(guān)方法對(duì)于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷識(shí)別的適用性進(jìn)行了研究?；诒狙芯揩@取的載荷-應(yīng)力傳遞關(guān)系和實(shí)測(cè)應(yīng)力響應(yīng)，研究證實(shí)對(duì)于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架時(shí)域載荷識(shí)別問(wèn)題，采用改進(jìn)截?cái)嗥娈愔捣纸夥?ITSVD)獲得的識(shí)別載荷，比其他方法獲得的結(jié)果更貼近實(shí)測(cè)載荷值;同時(shí)從

4、載荷-應(yīng)力傳遞系數(shù)角度分析了該方法的適用條件。
　　3.針對(duì)建立損傷一致載荷譜所需求解的優(yōu)化問(wèn)題，在蒙特卡羅方法的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析比較，確認(rèn)采用拉丁超立方抽樣的擬蒙特卡羅方法在適應(yīng)性和計(jì)算效率方面優(yōu)勢(shì)明顯，為建立損傷一致載荷譜確定了適用高效的優(yōu)化算法。
　　4.針對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架這一復(fù)雜結(jié)構(gòu)載荷譜的建立問(wèn)題，以實(shí)測(cè)載荷、實(shí)測(cè)應(yīng)力和試驗(yàn)標(biāo)定的載荷一應(yīng)力傳遞關(guān)系為基礎(chǔ)，通過(guò)分析各實(shí)測(cè)載荷之間的相位關(guān)系，分別按變幅變相位和恒幅變

5、相位策略，采用拉丁超立方抽樣的擬蒙特卡羅方法進(jìn)行優(yōu)化求解，依據(jù)損傷一致性準(zhǔn)則，建立了編制轉(zhuǎn)向架構(gòu)架損傷一致載荷譜的方法體系。
　　采用城際動(dòng)車(chē)組動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證結(jié)果表明:本文建立的載荷譜能夠確保對(duì)構(gòu)架疲勞關(guān)鍵部位實(shí)現(xiàn)全覆蓋，因而采用該載荷譜進(jìn)行的疲勞試驗(yàn)?zāi)軌虼_保構(gòu)架在運(yùn)營(yíng)條件下具有足夠的的疲勞可靠性。
　　本文以建立基于城際動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷譜為目標(biāo)，從載荷標(biāo)定到時(shí)域載荷獨(dú)立解耦方法的建立，以及基于病態(tài)傳遞矩陣