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铁路重载货车牵引吨位增加导致钩舌裂纹率急剧上升,现有针对钩舌疲劳断裂的研究还缺乏试验和理论支撑,因此有必要开展基于可靠性的钩舌(16H型)疲劳断裂寿命研究.基于线路实测载荷谱开展了系统的钩舌疲劳断裂台架试验,利用可靠性理论研究钩舌疲劳断裂寿命,然后从疲劳损伤分布的角度,对钩舌危险部位的损伤分布进行了深入分析,实现了与台架试验结果的相互印证.结果表明,在纵向冲击载荷作用下,钩舌主要呈现下牵引凸缘断裂和内腕面断裂两种失效形式,其中下牵引凸缘根部临界裂纹尺寸表面长度为60 mm,深度为23 mm,内腕面临界裂纹长度为90 mm;在99.9%可靠度下,钩舌断裂寿命为47.5万km;钩舌内腕面疲劳断裂寿命是下牵引凸缘断裂情况下疲劳断裂寿命的1.04~1.75倍,寿命差异除偶然误差外还同时存在条件误差;钩舌最大损伤位于下牵引凸缘根部距离内腕面一侧42 mm处,上牵引凸缘根部损伤小于下牵引凸缘根部,内腕面损伤最小,但出现疲劳裂纹的范围最大,易同时萌生多段小裂纹导致断裂.研究工作对重载货车钩舌维修策略的制定和应用安全性具有重要的理论和工程指导价值. 相似文献
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传统的多轴疲劳时域分析法需要得到结构件整个随机加载历程,这种方法非常耗时,效率很低。针对这种情况,提出一种基于临界面上最大正应力和剪应力准则的频域分析方法。以悬臂梁作为疲劳强度评定算例,比较了基于Von Mises等效应力法的多轴疲劳时域法与提出的频域法的分析结果。研究结果表明,根据2种方法计算出悬臂梁4个工况疲劳寿命的相对误差在5%之内,而且使用频域分析法计算时间少,效率更高。 相似文献
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针对有限元法中有关单元选择主要依赖分析人员的经验,缺乏客观性的问题,研究了其实体单元的选择策略。首先从有限元理论出发,分析各单元之间的差异,提出了节点势能的概念,并比较不同模型中节点势能的差异。同时在ANSYS中观察这种由于单元的差异带来的表现。然后对比了某地铁转向架构架试验中试验值和ANSYS中采用不同单元进行模拟的解,进而给出了实体单元的选择建议。 相似文献
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为了解决复杂机械结构输入载荷难以直接测量的问题,基于结构动力学理论,应用Duhamel积分,推导了一种单自由度振动系统动载荷时域识别方法;在此基础上,通过模态坐标变换法,将多自由度振动系统运动方程解耦,以系统加速度响应作为输入,建立了一种多自由度振动系统动载荷识别的时域方法与模型。以一个多自由度的弹簧阻尼系统为对象,研究了载荷识别模型同时在正余弦组合激励、随机激励、三角脉冲激励等三种载荷形式下的稳定性和精确性。研究结果表明:在测量响应无噪声的情况下,载荷识别模型对三种激励的识别均具有很高的精度,识别结果与原始载荷相关系数达到0.99;在测量响应含有30%随机噪声的情况下,三种载荷的识别结果依然有很高的识别精度,相关系数均在0.97以上。 相似文献
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为研究螺栓松动寿命特性,利用疲劳试验机,设计了螺栓横向振动试验。首先改变横向振动频率,对比位移、速度、加速度振幅对螺栓松动寿命的影响,确定横向位移振幅是影响螺栓松动的主要因素。之后对五个位移振幅等级下的螺栓松动程度进行监测,通过剩余预紧力-振动次数曲线表示螺栓松动情况。将各个位移振幅下预紧力各个阶段数据汇总,参照疲劳研究中材料S-N曲线,绘制成不同松动情况下(剩余预紧力百分比)螺栓松动的位移-寿命(D-N)曲线。分析结果表明:通过螺栓松动D-N曲线,发现螺栓松动寿命曲线与材料疲劳寿命曲线在对数坐标下同样具有双直线、高低周分界的特性。 相似文献
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为研究轨道车辆车体常用SUS304不锈钢材料的动态力学性能,进行了0.000 2 s-1~500 s-1宽应变率下的动态拉伸试验,得到了不同应变率下的应力应变曲线,结果表明在动态拉伸过程中该材料表现出应变硬化现象,应变率强化效应和一定的热软化效应。为准确描述该材料的动态力学性能,首先建立了该材料在室温下的Johnson-Cook模型。在此基础上,引入绝热温升,建立了塑性应变以及应变率相关的修正Johnson-Cook模型。通过对比,表明修正模型能够较好地描述该材料随应变和应变率增加逐步软化的特性,该修正模型为轨道车辆车体结构耐撞性分析提供了基础依据。 相似文献
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螺栓连接结构的载荷分配比例和螺栓与被连接件间的轴向相对刚度密切相关。为了更准确地求解螺栓连接结构中螺栓与被连接件间的轴向相对刚度,基于被连接件垂直于螺栓轴的各受压层压应力均匀分布与非均匀分布形式下的轴向压缩变形量解析式,结合有限元仿真结果,提出了被连接件压缩变形体起始直径的修正公式及轴向压缩变形量的修正解析式。通过提取仿真应力值,对压应力理论修正方程、压应力仿真拟合方程进行积分计算。对比计算结果发现:用仿真拟合方程计算得到的被连接件压缩变形体轴向压缩变形量与用理论修正方程计算得到的变形量的误差小于2.5%,这说明用仿真拟合方程求解被连接件压缩变形体的轴向压缩变形量具有较高的精度。研究结果表明:修正起始直径与夹紧长度、螺栓头与螺母支承面直径呈线性关系。压应力非均匀分布下,用被连接件压缩变形体轴向压缩变形量的修正解析式求解螺栓与被连接件间轴向相对刚度时,误差小于2%,表明该修正解析式能够较为准确地计算螺栓与被连接件间的轴向相对刚度。在修正起始直径的基础上,基于被连接件各受压层压应力非均匀分布的轴向相对刚度计算结果比基于均匀分布的更准确。研究结果为理论研究和实际工程中准确分析螺栓的受力情况提供了一定参考。 相似文献
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