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摘要
随着高速列车速度的提升,其结构承受载荷的频域范围扩大,传统的将载荷转化为应力的静态线性叠加法由于忽略了高速列车自身固有振动特性,导致其应力响应结果偏于危险。本文首先通过建立高速列车单节动车车辆系统动力学模型,时域积分后获得高速列车车体空气弹簧处载荷时间历程;在此基础上,研究了两种载荷转化为应力时间历程的分析方法:考虑车体惯性效应的多项式拟合方法和有限元瞬态动力学响应分析方法。结果表明:以模态叠加法为理论基础的瞬态动力学分析法结果作为基准,考虑车体惯性效应的多项式拟合法将载荷转化为应力历程的效率较高,对大型复杂结构更加可行;针对选取的车体关注点,多项式拟合法的误差均在1%以内,满足工程精度要求;多项式拟合法计算的应力幅值较瞬态动力学计算值偏大,对设计而言偏于保守是合理的。在考虑计算经济性和结果一致性的前提下,可以利用多项式拟合方法进行复杂结构应力时间历程的转换。在获得应力时间历程的基础上可方便运用雨流计数法和Miner损伤理论对车体的疲劳寿命进行分析。
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单位西南交通大学; 牵引动力国家重点实验室
