基于动力学仿真载荷谱的车体疲劳损伤评估及试验技术研究（英文）

作者：Lu JIA; Huan-yun DAI; Ye SONG^*

来源：Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering), 2020, 21(11): 923-937.

• 动力学建模
• 车体
• 载荷时间历程
• 疲劳
• 损伤

目的:基于动力学仿真载荷谱对动车组车体进行疲劳损伤评估,并在试验台上进行验证。创新点:1.基于动力学仿真得到车体服役载荷谱;2.通过损伤评估得到车体在各种工况下的疲劳损伤,并在试验台上将载荷谱应用于整车车体。方法:1.通过动力学仿真,对同一工况不同速度等级、不同线路条件、不同故障工况和不同踏面情况下得到的载荷谱进行分析。2.利用车体的加速度载荷时间历程对其进行结构疲劳寿命预测分析,得到各个工况下的损伤值。结论:1.随着速度的提高,车体三个方向的加速度越来越大;列车通过曲线时,横向加速度均值偏大;道岔通过和扭曲线路都会引起车体三个方向加速度的增加;空簧失效条件下,车体垂向加速度明显增大;抗蛇行减振器失效会引起车体横向加速度的明显增加;二系横向和垂向减振器的失效会引起三个方向的加速度增大,但是不明显;在各个工况及速度级条件下,相对于原始踏面,车体在磨耗型踏面的加速度更大。2.对所得车体加速度载荷时间历程进行功率谱密度函数分析发现,各种条件下的车体振动能量主要集中在20 Hz以下。3.随着速度的增加,车体损伤增加;磨耗型踏面比非磨耗型踏面对车体损伤大;故障工况下,当速度小于200 km/h时,只有空簧失效对车体损伤较大;当速度大于200 km/h时,抗蛇行减振器失效对车体产生的损伤最大;道岔和扭曲线路会对车体产生一定的损伤,但影响不大;当列车进行牵引制动时,随着速度的提高,损伤也相应增加,并且当牵引速度大于300 km/h时,损伤会急剧增加。

• 单位
  牵引动力国家重点实验室; 西南交通大学