【摘 要】
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转向架构架作为机车车辆的关键承载部件,其疲劳强度直接影响到行车安全。传统构架设计采用疲劳强度校核的方法(如使用Goodman曲线),然后按照相关标准进行疲劳加载测试。该方
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转向架构架作为机车车辆的关键承载部件,其疲劳强度直接影响到行车安全。传统构架设计采用疲劳强度校核的方法(如使用Goodman曲线),然后按照相关标准进行疲劳加载测试。该方法常会导致构架整体疲劳强度过量设计和局部结构抗疲劳不足的问题出现。并且测试中采用的常幅值加载与构架实际运行中所受的随机激励明显不相符合。因此,开展构架随机激励下的振动疲劳分析对构架设计具有重要的指导意义本文利用逆傅里叶变换法和三角级数法对随机过程进行数值模拟,通过对比分析,验证所建载荷历程的正确性和可行性。在轨道不平顺数值模拟的基础上采用三次样条插值,得到对应的速度和加速度时间历程,并与理论公式进行比对,结果显示该激励转换方法具有良好的可行性。本文构建—悬臂梁模型分别从时域和频域预测悬臂梁振动疲劳寿命,以期阐明频域方法与时域方法的适用范围,为构架频域疲劳计算提供理论依据。对频域疲劳寿命预测中的阻尼影响因素以及瞬态响应分析中的积分时间步长影响因素做了详细的研究。本文建立构架有限元模型,利用仿真软件Nastran获得构架在多点激励下结构应力响应功率谱。根据焊缝S-N曲线和频域疲劳寿命模型,采用疲劳分析软件nSoft进行疲劳仿真,得到了随机振动下构架焊缝95%存活率的疲劳寿命分布。基于不同焊接标准预测构架寿命结果表明,国际焊接学会标准偏于安全。本文研究表明,频域疲劳寿命计算方法能较好预测振动疲劳,为构架的抗疲劳设计提供了一种有效方法。
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