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《隨機載荷作用下的高速列車車體振動疲勞分析方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、國內(nèi)圖書分類號：U270.1+2密級：公開國際圖書分類號：629西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文隨機載荷作用下的高速列車車體振動疲勞分析方法研究年級2015級姓名張醒申請學(xué)位級別工學(xué)碩士專業(yè)動力機械及工程指導(dǎo)老師盧耀輝副教授二〇一八年五月ClassifiedIndex:U270.1+2U.D.C:629SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONVIBRATIONFATIGUEANALYSISMETHODOFHIGH-SPEEDTRAIN
2、CARBODYUNDERRANDOMLOADSGrade:2015Candidate:ZhangXingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceinEngineeringSpeciality:PowermachineryandEngineeringSupervisor:AssociateProf.LuYaohuiMay,2018西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文
3、的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．保密□，在年解密后適用本授權(quán)書；2．不保密□，使用本授權(quán)書。（請在以上方框內(nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)老師簽名：日期：日期：西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文主要工作（貢獻(xiàn)）聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下：（1）建立了高速列車單節(jié)車垂向多體系統(tǒng)動力學(xué)模型，計算了不同線路等級對應(yīng)的車體垂向載荷；并基于高速列
4、車牽引制動特性曲線分析了車體承受的縱向載荷。編制了典型運行工況下的車體垂向及縱向載荷譜；（2）建立了車體有限元模型，基于慣性釋放法探討了一種適用于車體強度有限元計算的邊界條件。采用有限元法計算分析了車體的強度及模態(tài)，并與試驗結(jié)果進行了對比；對車體懸吊設(shè)備的懸掛剛度進行了計算，建立了車下懸吊設(shè)備剛性連接及彈性連接的車體有限元模型，分別計算了兩種車體整備模態(tài)；（3）采用模態(tài)疊加法計算了車體疲勞損傷，分析了模態(tài)截斷誤差對車體疲勞損傷計算精度的影響。在保證模態(tài)疊加計算精度的情況下，分析了縱向載荷和車體主要
5、模態(tài)對振動疲勞損傷的影響?；谀B(tài)疊加的動態(tài)分析方法，建立了車體模態(tài)參數(shù)與損傷之間的關(guān)系，該方法可以為車體整體和局部結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考；（4）在模態(tài)對振動疲勞損傷影響分析的基礎(chǔ)上，考慮車體承受的垂向和縱向多軸隨機載荷的作用，基于模態(tài)疊加法，分別采用名義應(yīng)力法與結(jié)構(gòu)應(yīng)力法對車體母材與焊縫部位關(guān)注點的振動疲勞壽命進行了評價，對比兩種方法得出了名義應(yīng)力法評估焊縫疲勞的優(yōu)缺點以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力法在評估焊縫疲勞時的先進性。本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨立進行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的
6、內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明。本人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁摘要列車運行速度提高導(dǎo)致車體承受載荷的頻率范圍不斷擴大，載荷的能量也在增加。車體采用鋁合金輕量化設(shè)計，其自身的模態(tài)特性發(fā)生了變化。在這種情況下，采用振動疲勞的設(shè)計方法有利于發(fā)現(xiàn)問題，進而對高速列車車體進行動態(tài)抗疲勞設(shè)計，提高其疲勞可靠性和耐久性。首先建立某型高
7、速列車單節(jié)車垂向多體系統(tǒng)動力學(xué)模型，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的軌道不平順譜計算各響應(yīng)譜，并計算得到動力學(xué)模型各響應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)，對二系懸掛力功率譜進行頻域—時域轉(zhuǎn)化得到車體垂向載荷譜。之后，基于高速列車牽引制動特性和高速列車單位運行阻力計算列車典型工況下的速度時間曲線，從而推導(dǎo)得到車體縱向載荷譜。車體載荷譜編制過程中發(fā)現(xiàn)分析頻率上限及下限對時域信號模擬結(jié)果影響較大：有效頻率下限選擇較小值時，模擬結(jié)果具有明顯的寬帶信號的特征，有效頻率下限選擇較大值時，模擬結(jié)果具有明顯的窄帶信號的特征。不同線路等級也對車體垂向載
8、荷有較大影響。然后，建立車體有限元模型，基于慣性釋放法探討適用于車體強度有限元計算的邊界條件，分別采用兩種邊界條件計算車體強度，通過結(jié)果結(jié)果對比分析，驗證了本文采用的車體強度計算邊界條件的正確性。車體模態(tài)仿真結(jié)果與試驗結(jié)果對比具有較好的一致性，驗證了模態(tài)仿真結(jié)果及車體有限元模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，進一步對車體懸吊設(shè)備懸掛剛度進行計算，分別建立懸吊設(shè)備剛性連接及彈性連接的車體有限元模型并計算兩種車體整備模態(tài)，對比驗證了懸吊設(shè)備彈性連接的車體整備模態(tài)較合理，并以此作為模態(tài)疊加法中的模
