为提高悬挂式单轨车辆运行安全的可靠性,以EN13749和UIC615-4标准为基础,确定了悬挂式单轨车辆转向架构架的疲劳载荷工况,建立构架的有限元模型并对疲劳载荷工况进行计算。由于焊接结构疲劳强度问题的特殊性,对于构架母材采用ERRI B12/RP17报告给出的多轴应力转换为单轴应力的方法进行疲劳强度评估;对于构架焊缝采用ASME标准给出的等效结构应力法,结合主S-N曲线对构架焊缝进行疲劳寿命预测。研究结果表明悬挂式单轨车辆转向架构架满足疲劳设计要求。

基于有限元分析与动应力试验结合的研究方式,提出一种以利用率为判据的疲劳强度评估方法。首先,依据EN13749及UIC615-4标准对转向架构架进行疲劳强度分析,计算构架结构材料利用率;其次,根据材料利用率确定动应力试验布点方案,进而对构架进行动应力试验,将试验所得的应力-时间历程转化为等效应力幅,并计算等效应力利用率;最后,基于两种利用率和Miner疲劳累计损伤法则评估转向架构架疲劳性能。研究结果表明材料利用率可为动应力试验布点方案提供良好的理论参考,等效应力利用率可佐证有限元分析的正确性,综合两种利用率能够更精确的评估转向架构架疲劳强度。

为提升转向架构架疲劳可靠性分析的准确性,预防等效应力和疲劳强度随时间变化导致的疲劳失效,提出一种基于等效时变动态应力-强度干涉模型的疲劳可靠性分析方法。对预评估转向架构架进行线路试验跟踪测试,采用双参数雨流计数法对实测随机应力-时间历程进行处理,建立用于疲劳可靠性分析的应力谱,并根据Miner法则和疲劳损伤等效原则获得对称循环等效应力。结合连续时间模型和伊藤引理,构建等效应力和疲劳强度的一维布朗运动方程,并以疲劳强度大于等效应力为可靠性判据,提出转向架构架的等效时变动态应力-强度干涉模型,分析构架服役寿命与疲劳可靠度的关系。以某型号转向架构架横梁与吊座连接处为对象,基于实测线路试验数据,验证方法的有效性。结果表明转向架构架服役1200万公里的疲劳可靠度为74.46%,较传统方法偏于安全。由于考虑...

为简化复杂结构模态分析计算的复杂程度,有效区分复杂结构发生全局振动和局部振动变化的模态阶数,提出一种基于熵值法的目标模态数目确定新方法。分析结构的目标模态并提取目标振型;计算基于目标振型的Fisher信息矩阵;根据Fisher信息矩阵计算提取不同阶模态时的信息熵,计算信息熵的突变特征函数从而确定突变点;由信息熵的变化来表征对应Fisher信息矩阵信息量的变化从而得到结构全局振动和局部振动对应的模态阶数。CRH3型动车组转向架构架仿真结果表明,基于熵值法确定的目标模态数目能够准确计算出构架全局振动的模态数目。