大秦线2万吨重载列车摇枕载荷谱的试验研究

论文摘要

目前,我国铁路货车正朝提速、重载方向发展,在大秦线上已开行2万吨重载列车。摇枕在运行中承受并传递着各种垂向、横向和纵向交变载荷,是转向架零部件中对疲劳可靠性要求较高的重要部件。目前国内对转向架的摇枕进行疲劳试验的依据是TB1959《货车铸钢摇枕载荷试验评定方法》,这个铁标是按照美国铁路协会AAR有关标准制定的,而我国与美国在线路状况和车辆运用条件存在很多不同,因此需通过线路实测获得适合我国线路条件的摇枕载荷谱。本文以大秦线上实测的摇枕载荷为研究对象,进行了以下几方面的研究：（1）制作了装有心盘、旁承传感器的测力摇枕,在大秦线上进行多次动载荷测试,获得摇枕垂向载荷数据,并对特殊工况下的载荷—时间历程进行分析。（2）利用雨流计数编制出每次运行时的心盘载荷谱和旁承载荷谱。（3）参考AAR机务规程中B+级铸钢的基本S-N曲线,对B+级铸钢摇枕材料的疲劳性能曲线进行拟合。（4）对转K6转向架摇枕进行有限元分析,根据分析结果确定摇枕的疲劳薄弱部位。（5）分别用各载荷谱子样,采用名义应力法并基于Miner线性累积损伤原则对摇枕上疲劳薄弱部位进行损伤计算,并基于中值损伤原理编制具有代表意义的心盘、旁承载荷谱和摇枕载荷谱。（6）对不同疲劳降低系数下摇枕的寿命进行讨论,分析摇枕破坏的原因。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景与工程意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容和方法
• 2 动载荷测试和载荷识别
• 2.1 动载荷测试
• 2.1.1 测力摇枕的制作
• 2.1.2 试验概况
• 2.1.3 试验车辆、线路及编组
• 2.1.4 测试设备和动态数据采集
• 2.2 载荷识别
• 2.2.1 心盘载荷的识别
• 2.2.2 旁承载荷的识别
• 2.2.3 垂向总载荷的识别
• 2.3 典型工况下的载荷时间历程
• 2.3.1 翻车机作业
• 2.3.2 上下坡
• 2.3.3 轨道激扰
• 本章小结
• 3 子样载荷谱的编制
• 3.1 雨流计数法
• 3.2 载荷谱的编制方法
• 3.2.1 波动中心法
• 3.2.2 变均值法
• 3.3 实测载荷谱的编制
• 3.3.1 一维载荷谱编制
• 3.3.2 二维载荷谱编制
• 3.4 载荷谱子样分析
• 3.4.1 单个摇枕载荷谱的分析
• 3.4.2 多个摇枕载荷谱的比较
• 本章小结
• 4 载荷谱的统计分析
• 4.1 编谱思想
• 4.2 摇枕的有限元分析
• 4.2.1 有限元理论及ANSYS软件简介
• 4.2.2 摇枕模型的建立
• 4.2.3 网格的划分
• 4.2.4 载荷工况及边界条件
• 4.2.5 求解结果及分析
• 4.3 摇枕材料的疲劳性能参数
• 4.3.1 材料S-N曲线
• 4.3.2 影响摇枕疲劳强度的因素
• 4.3.3 摇枕B+级钢S-N曲线拟合
• 4.4 摇枕损伤计算
• 4.4.1 Miner线性疲劳累积损伤准则
• 4.4.2 载荷谱子样作用下摇枕的损伤
• 4.5 统计载荷谱编制
• 4.5.1 心盘、旁承的载荷谱
• 4.5.2 测力摇枕的载荷谱
• 本章小结
• 5 摇枕的寿命分析
• 5.1 计算疲劳寿命的两种方法比较
• 5.2 缺陷系数对寿命的影响
• 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集