高速動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架可靠性及可靠性靈敏度分析.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界高速鐵路技術(shù)迎來了日新月異的發(fā)展熱潮，安全性高、行車速度快、能耗低、環(huán)境污染輕、舒適性好等技術(shù)指標(biāo)均是高速鐵路向前發(fā)展的不竭動力，它對全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也起到了十分重要的作用。而高速動車組作為高速鐵路的核心，綜合集成了機(jī)械、電子、新型材料、計算機(jī)等諸多現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。在高速動車組中起著承載、牽引、走行和制動等重要作用的動力轉(zhuǎn)向架，則是決定高速列車運(yùn)行安全及動力學(xué)性能最為關(guān)鍵的組成部分。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，鐵路

2、運(yùn)輸?shù)膲毫χ饾u增大，鐵路車輛速度的不斷提高，也促進(jìn)了鐵路車輛技術(shù)的逐步發(fā)展。因此，提高轉(zhuǎn)向架的承載能力以及高速行駛下的穩(wěn)定性與可靠性，是我國高速鐵路發(fā)展中亟需解決的問題。
　　本文在大量吸收國內(nèi)外有關(guān)結(jié)構(gòu)可靠性分析及可靠性靈敏度設(shè)計研究基礎(chǔ)之上，對于高速列車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的可靠性及其參數(shù)靈敏度問題進(jìn)行了分析研究。主要分析的內(nèi)容有:首先，通過對國際UIC615-4，JIS E4207以及我國“暫規(guī)”這三個常用標(biāo)準(zhǔn)的研讀和比較，提出適合我

3、國高速鐵路運(yùn)營線路350km/h高速動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架靜強(qiáng)度分析的載荷組合工況。其次，根據(jù)工程圖建立構(gòu)架的三維實體模型，并進(jìn)行網(wǎng)格離散劃分;再次，調(diào)用NASTRAN有限元求解器，通過有限元方法對構(gòu)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，得到構(gòu)架在各組合工況下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力情況，進(jìn)而校核構(gòu)架最大應(yīng)力是否滿足材料許用應(yīng)力要求;然后，應(yīng)用iSIGHT大型集成軟件，通過DOE試驗設(shè)計獲取構(gòu)架危險部位的應(yīng)力與結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化關(guān)系，并使用Kringing模型進(jìn)行擬合，從而獲得

4、構(gòu)架結(jié)構(gòu)應(yīng)力關(guān)于結(jié)構(gòu)參數(shù)的顯式表達(dá)函數(shù);最后，使用四階矩方法和Monte-Carlo方法計算構(gòu)架結(jié)構(gòu)可靠度，進(jìn)而求解結(jié)構(gòu)參數(shù)的可靠性靈敏度。
　　通過本文的研究，結(jié)合高速動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的仿真分析與實物試驗，可確定最優(yōu)的載荷條件及解算方法，將為我國研究適合不同線路運(yùn)用環(huán)境的高速動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架強(qiáng)度設(shè)計規(guī)范做前期準(zhǔn)備。另外，本文總結(jié)出用于高速動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的一整套可靠性靈敏度設(shè)計方法，將為轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供重要的