铁道车辆构件寿命的展望范文

本站小编为你精心准备了铁道车辆构件寿命的展望参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

根据试验结果，可绘制在应力循环特性不变的循环过程中反映上述参数变化的试验曲线。根据更好的符合试验曲线的条件来选取合适的近似函数，其形式在多循环疲劳方面与循环应力值无关。其次，这个描述整个动力曲线族的函数可用来进行非固定加载时的寿命计算。在力的立题中，材料的循环状态用抗拉强度的实时值SB(σM，n)确定。随意选择解析函数来描述试验曲线SB(σM，n)，有可能导致零件寿命预测的非单值性。建议在设计评价计算中尽可能使用简单函数，例如幂函数:在多循环疲劳方面，为不同固定应力值σM(图2中的曲线1、曲线2)建成的动力学曲线SB(σM，n)，属于由函数(1)所描述的一个曲线族。它们在点A和点Б经过疲劳曲线3。具有相同强度值SB的材料的两种状态如Д和C在循环上是相当的。后两个表达式在下列情况下重合:第一，当两级应力差趋于0时，但这将会是固定加载;第二，在m→∞的情况下，当材料性能直到破坏也没有发生变化时。显然是材料弱化模型算题在Palmgren-Miner意义上将始终是非线性的。其中也包括在m=1的情况下，当动力学曲线变成直线时。第一个公式中的附加因数反映出，在实验力学中早为人们熟知的不同数值应力相互作用的影响。除此之外，它还排除了应力循环任何重新组合的可能性。因此，从计算中排除了两个不充分的理论假定:损坏的线性叠加准则和应力循环总谱中损坏作用独立性假定。

在实际计算中，通常使用以基本原理为依据的简化算法。评估零件疲劳寿命的工程方法须满足以下计算要求:(1)具有概念的清晰性和确定损坏标准、疲劳破坏标准、损坏叠加准则、疲劳裂纹出现和稳定发展时计算循环数的进程的统一性;(2)依靠积累的试验数据或那些可在工厂实验室和参考文献积累范围内得到的数据;(3)避免采用未经检验的假定，允许在任何计算阶段直接进行试验检验;(4)具有清晰的算法或向用户提供带有详细说明的程序资料;(5)在确定的立题中，或者在随机原始值分布的分位点有数据的情况下半概率立题中进行计算;(6)给出具有可接受的准确度的寿命预测，并含有计算方法使用范围和获得结果的说明。建议的材料模型既包括新的关系式(式(1)～式(3))，也包括已知的关系式:在总结平面循环应力状态下疲劳试验结果基础上，所获得的相似判据是足够多的。换算应力的具体形式σП=σia/(1－σim/σB)对于工程计算是很方便的，因为应力幅值σia和平均循环应力σim是在标准的计算综合体中算得的。此外，计算中不需要引用非对称循环系数。不排除第一主应力作为当量应力利用的可能性，因为材料在疲劳破坏前不可避免地要发生脆化。薄壁管疲劳试验也表明，第二主应力不影响寿命，如果它比第一主应力小80%。相似的应力状态也能实现，例如，罐车的罐体中材料循环弱化的计算得出，与在损坏线性叠加基础上进行的预测相比，计算寿命大大降低了。

对可把提供的材料模型和COSMOSWorks模型中应力-应变状态计算统一起来的方法，建议采用18-100型转向架铸件在试验台试验条件下进行检验。摇枕的计算是按下列程序进行的:(1)根据摇枕设计图样研制SolidWorks空间模拟系统固体模型;(2)在与SolidWorks系统整合在一起的COS-MOSWorks有限元分析模数中，建立摇枕的有限元模型，并使模型所有有限元具有相同的特性;(3)根据给出的固定循环的最大载荷Pmax=784kN，计算COSMOSWorks模型中摇枕的应力-应变状态(图3)和内部加强筋的危险点;(4)确定每一个有限元的计算疲劳极限和最大加载数N(σmax);(5)根据疲劳曲线找出所有有限元中破坏前的循环数;(6)在循环数N(σmax)的情况下，在用VBA语言专门编制的程序中假定循环停止，最大负载单元按照疲劳强度判据(2)失效(消失);(7)进行一个带断开单元薄板的新的应力-应变状态计算，并检验其余单元的静强度条件;(8)那些没有实现这个条件的单元也失效，找出新的应力-应变状态，重新检验了静强度条件等;(9)在完成所有未失效单元中静强度条件的情况下完成迭代过程，采用该条件作为在N(σmax)次循环后有部分破坏单元新的平衡状态存在的条件;(10)摇枕以新的应力值继续循环加载到任何一个单元，直到未重新实现疲劳强度条件(2)为止;(11)循环重新停止，单元失效并开始新的计算应力-应变状态的迭代过程;(12)找出新的平衡状态，而任一计算阶段不能平衡都被看作是整个摇枕破坏。假定的循环停止的根据是，循环弱化和弹性体应力再分配过程的实际时间的不可比性。认为后一个过程是瞬时的，且因为作用的局部性而不考虑动力作用。根据用本文建议的工程方法进行计算的结果，摇枕疲劳裂纹出现前和破坏前的循环数分别为NTP=1755100和Npaзp=2065100。

摇枕内部加强筋疲劳裂纹萌生处示于图4。为了进行比较，在边界条件不变的情况下，利用疲劳损坏线性叠加准则，完成了同样结构摇枕的寿命计算。疲劳裂纹出现前的循环数未发生变化，摇枕破坏前的循环数达到了数千万次。对26个摇枕进行的试验台疲劳试验认定，受试零件疲劳裂纹出现前的循环数以及在它们破坏前的循环数都属于正态分布律。疲劳裂纹出现前循环数的算术平均值为173万次，而摇枕破坏前的循环平均值为233万次。摇枕下弦杆出砂孔处的内部加强筋，然后是在铸件侧壁的破坏循环数为88.5%。裂纹出现前的循环数、裂纹的萌生处和裂纹的发展方向都与试验观测到的相一致。根据疲劳裂纹扩展的循环数，计算与试验之间存在11.5%的偏差，这是工程计算不能接受的。为了改进寿命预测，应考虑到零件表层性能的异常和循环载2012年6月6日，StadlerRail公司推出其“迄今为止最大型、动力最强的齿轨机车”。

巴西MRSLogística公司于2010年订购了7台定制设计的DC3kV电力机车，用来在连接圣保罗和桑多斯港口的10km长齿轨线上牵引运输铁矿石的重载列车。表1为MRSLogística型齿轨机车的技术参数。该齿轨机车装有2台二轴转向架，每台转向架带有2个齿轮传动系统，与三钢板式Abt齿轨啮合。2台独立式粘着牵引电机可提供25%的动力。Stadler公司称，这款齿轨机车的动力是该线路上现役日立公司机车的2倍。在齿轨线路上，原本每列车的最大载重量为500t，但采用了Stadler新款齿轨机车后，每列车的载重量可增至800多t。同时，再生制动的运用可为DC3kV供电制式线路节省大量能源。该齿轨机车计划将在2012年年末交付使用。

作者：В．И．МИРОНОВ