基于模态叠加法的车体疲劳寿命分析

基于模态应力恢复法,以模态叠加法获得的车体各模态位移响应为输入,得到车体有限元各节点模态应力载荷历程;使用Miner线性累积疲劳损伤理论对车体进行疲劳损伤评估。通过对不同模态的叠加得到对车体疲劳寿命影响较大的模态,结果表明:车体疲劳寿命主要受车体前10阶低频模态影响较大,高频模态对车体疲劳寿命影响较小。单独分析各阶模态对车体疲劳寿命影响,车体第1阶垂弯模态对车体各部位疲劳寿命具有较深的影响。

基于实测载荷的货车车体疲劳试验加载方法

以C_(80)型铁路运煤敞车为研究对象,利用在专用线路上实测的心盘、旁承、车钩处车体载荷测试数据,根据车体典型运动姿态,分解得到车体伸缩、浮沉、侧滚、扭转和点头5个工况随机载荷分力谱;在对实测载荷数据进行处理的基础上,基于载荷伪损伤等效原则,将随机载荷分力谱等效转换为台架试验用正弦载荷分力谱;依托铁路货车整车疲劳与振动试验台,以各正弦载荷分力谱为模拟目标,采用TWR迭代技术,创建台架车体疲劳试验所需各加载作动器的驱动信号,并基于实测应力疲劳损伤等效原则对驱动信号进行修正,得到各典型工况下车体疲劳试验载荷,使试验台疲劳试验结果与线路实测试验结果基本接近。结果表明:车体试验台疲劳损伤与线路实测损伤相对误差为-16.03%~27.14%,台架试验结果基本再现了线路实测的车体关键部位疲劳损伤。

列车车体结构疲劳试验系统的设计与实验

伴随铁路列车运营里程和速度的增加,列车在交变载荷下的结构疲劳失效问题愈加严重,影响了行驶安全性和乘坐舒适性。本文研制了一套高动态性能和大负载能力的车体结构疲劳试验系统,该系统能够复现列车行驶过程中的高频六自由度载荷,能够对多种类型车辆进行疲劳特性试验,可用以研究列车车体及零部件的结构疲劳失效情况,为列车的结构优化设计提供依据。本文介绍了系统的组成、工作原理和控制系统的软硬件设计,并通过性能试验验证了系统的性能指标。试验表明,该系统能够满足高速列车的疲劳加载试验需求。