不同焊缝类型对宽轮距转向架构架疲劳分析的影响

转向架是单轨车辆核心的部件之一,承担着车辆的牵引、制动和承载作用,直接影响到车辆运行的安全性和可靠性.其中构架又是转向架的承载主体,传递并衰减轮轨与车体的振动.宽轮距转向架构架通过焊接和大量螺栓连接,事实上,在复杂的动载荷作用下,疲劳破坏主要从焊缝和螺栓连接处开始.对于焊接结构,由于焊接接头部位存在较大的应力集中,且常...     

转向架构架侧梁焊接结构设计分析

AHM 800型路基处理车是北京二七轨道交通装备有限公司与普拉塞公司合作生产的大型养路机械,其中转向架实现国产化意义重大.对国外路基处理车转向架构架的设计与制造过程的工艺性进行分析,消化吸收其设计制造理念,以提高北京二七轨道交通装备有限公司的制造工艺水平.     

MB-1新型客车转向架构架的疲劳寿命分析

采用有限元分析软件，建立了MB-1新型客车转向架的有限元模型，而后利用有限元方法和疲劳寿命分析软件，基于Neuber缺口修正方法对该转向架进行了疲劳寿命分析，并给出了该转向架构架的疲劳寿命分布的云纹图，结果表明其满足强度和疲劳性能方面的要求。转向架构架的疲劳寿命分析具有重要的实际意义，它将成为产品开发设计中不可缺少的组成部分。     

MB-1新型客车转向架构架的疲劳寿命分析

采用有限元分析软件,建立了MB-1新型客车转向架的有限元模型,而后利用有限元方法和疲劳寿命分析软件,基于Neuber缺口修正方法对该转向架进行了疲劳寿命分析,并给出了该转向架构架的疲劳寿命分布的云纹图,结果表明其满足强度和疲劳性能方面的要求.转向架构架的疲劳寿命分析具有重要的实际意义,它将成为产品开发设计中不可缺少的组成部分.     

基于频域法的转向架构架疲劳寿命研究

传统的转向架构架疲劳设计大多采用常幅加载,与构架实际运行中所受的随机激励明显不符,从而导致构架整体疲劳强度过量设计和局部结构抗疲劳不足的问题。首先利用逆傅里叶变换法对某随机过程信号进行了时域和频域数值模拟转换,并与该信号的解析值进行比较,验证了所建立的载荷历程正确性和合理性。然后基于逆傅里叶变换法和三次样条差值法,分别给出了轨道垂向不平顺和水平不平顺的位移、速度、加速度功率谱数值模拟方法。最后,以某高速转向架为例,对其进行了考虑车体以及构架各轮对之间相互作用的多点多轴随机振动分析,真实模拟了构架运行工况,并对构架结构疲劳薄弱位置进行了预测。研究结果表明,频域疲劳计算方法能较好地预测振动疲劳,为构架的抗疲劳设计和优化提供了一种新的方法。     

高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性分析

为研究构架焊接部位的疲劳可靠度,根据国内Q345焊接头的疲劳数据,结合包含超长寿命概率S-N曲线,建立了动车组转向架焊接构架横向对接、横向T形和纵向T形焊接头的概率疲劳S-N曲线。以我国高速动车组典型的CRH2动车组转向架构架为研究对象,确定了其焊接构架吊挂点附近31个焊接头局部的疲劳应力。结合概率疲劳S-N曲线进行了较大应力部位的疲劳寿命预测和可靠度评估。结果说明:齿轮箱吊座与横梁附近的焊接部位是较危险的部位;在置信度97.5%、可靠度0.975下的寿命为3.88×108循环;在置信度97.5%、寿命为109循环的可靠度为0.948 2。     

车轮擦伤对机车构架疲劳寿命的影响分析

为了分析车轮速度和擦伤长度对机车构架疲劳寿命的影响,建立六轴机车的垂向动力学模型,利用分段函数详细构建擦伤时车轮质心的垂向运动,将其位移与速度作为激励,得到一系悬挂Z力与车轮速度和擦伤长度的关系。运用准静态叠加法得到构架应力循环范围与车轮速度和擦伤长度的关系。根据焊缝应力-寿命曲线的特点,得出构架疲劳寿命与车轮速度和擦伤长度的关系。结果显示,当车轮为新擦伤、车轮速度小于临界冲击速度或车轮为旧擦伤时,构架的疲劳寿命随擦伤长度的增加和车轮速度的提高而减少;当车轮为新擦伤、车轮速度大于临界冲击速度时,车轮速度对构架疲劳寿命没有影响,但随擦伤长度的增加而减少;轨道线路状况越好,擦伤长度和车轮速度对构架的疲劳寿命影响越大。     

焊缝参数对疲劳寿命的影响研究

针对汽车悬架系统中常见的焊接结构,采用CAE技术对其焊缝的耐久性进行分析。为了考察焊缝模型各参数对焊缝疲劳寿命的影响,在前处理软件中建立不同焊缝单元倾角及厚度模型,并在nCode软件中计算焊缝部位的疲劳损伤。通过对比分析,建立各参数与疲劳损伤的相关性,为模拟焊缝结构的有效性提供参考。     

构架管接头焊缝参数对疲劳缺口应力的影响

为了克服整体法进行焊接结构强度设计时造成的母材强度过剩,焊缝强度不足的问题,采用局部缺口应力法,分析了焊缝各局部参数对疲劳应力的影响程度;目的是在不改变整体结构参数的前提下,通过优化焊缝设计参数,实现焊接结构疲劳强度的提高。文章以某动车焊接构架为研究对象,建立了横梁管焊接接头的多尺度模型。以参数化的1mm虚拟缺口模型分析了各焊缝参数变化以及砂轮打磨半径对于缺口应力集中系数的影响规律,结果表明焊趾角度的影响较焊喉深度更为显著,而砂轮磨削的最佳半径为6mm。以构架整体模型分析了焊接接头在各疲劳工况下的实际受力情况,联合各向缺口应力集中系数并采用形状改变能密度准则计算了管接头焊趾处的多轴等效缺口应力。通过与原焊缝设计参数相比较,减小15°的焊趾角度能够降低10%的疲劳缺口应力,6mm的磨削半径则能够降低超过20%的疲劳缺口应力。     

基于APDL语言的高速转向架焊接构架优化设计

针对高速列车转向架轻量化问题,采用APDL语言建立某型高速转向架焊接构架的参数化优化设计模型,以高速转向架焊接构架的质量为目标函数,以Goodman疲劳极限线图作为约束条件,对构架结构几何形状进行优化设计,结果表明:优化后构架的质量减少了11.9％,构架应力分布更趋于均匀,减少了应力集中的现象,构架强度满足JISE4207-2004标准的设计要求.     

基于突变论的刀具寿命建模与预报的研究

介绍了基于突变论的方法建立刀具磨损与破损失效寿命模型的可行性的研究结果。借助于最小二乘回归，建立了变参数三次多项式车／立铣刀具磨／破损融合模型。利用这一模型完成了一种车／立铣监视系统。实验结果表明，监视刀具磨损和破损的成功率≥９５％，刀具磨损值的预报误差≤１０％。叙词     

209P(T)型转向架C型焊接构架裂纹分析及改进措施

针对某公司生产的209P(T)转向架C型焊接构架在段修时发现构架横梁腹板和侧梁下盖板的垂向连接焊缝处出现裂纹的一事,某公司迅速组织人员进行攻关,提出改进结构,并通过有限元分析计算对比、线路动应力测试对比和疲劳寿命评估对比,论证了改进结构的可行性。呈报铁道部得到批复同意实施。     

论高强度螺栓的材料及其强度问题

本文从高强度螺栓的服役条件出发论述了高强度螺栓选材的考虑因素。用低碳马氏体钢和中碳调质钢进行了静拉伸、偏斜拉伸、冲击韧性、疲劳强度和延迟断裂强度等试验。试验结果表明,与中碳调质钢相比,低碳马氏体钢的强度提高1/3以上,同时保持较高的塑性和韧性,螺栓的承载能力提高45～70%,而缺口偏斜敏感性并不显著升高;螺栓的疲劳强度与中碳钢调质态螺栓大体相同：低碳马氏体钢的延迟断裂敏感性比相同强度水平的40Cr钢小,并且在盐水和水中对延迟断裂是不敏感的。因此,选用低碳马氏体钢作高强度螺栓材料,不仅在综合机械性能方向有许多优点,而且其优良的工艺性能更是中碳钢不能比拟的。本文还进行了热处理前和后滚制螺纹对螺栓疲劳强度的影响试验,结果表明,热处后滚制螺纹可有效地提高螺栓的疲劳强度。根据本文的试验结果,作者对低碳马氏体螺栓钢的成分设计作了某些探讨。     

装载机焊接接头的疲劳强度及焊缝尺寸的影响

装载机的工作装置主要为焊接结构，本文根据某新型国产装载工作装置的实际结构，模拟简化了七种焊接接头，试验研究了这些接头的疲劳强度，给出了不同接头的１０条Ｓ－Ｎ曲线，同时还就焊脚尺寸对不同载荷形式下十字接头及丁字接产砂疲劳强度的影响进行了研究，对不同载荷形式临界焊脚尺寸的大小进行了讨论；并根据试验所得Ｓ－Ｎ曲线及国产装载机动臂的实际载荷谱，对三种机型动臂的疲劳寿命进行了估算，估算结果有力地支持了国产新     

基于强度退化的金属材料疲劳寿命预估

为了进一步研究疲劳过程中金属材料剩余强度退化的规律,从疲劳损伤的定义出发,建立了剩余强度退化模型.根据前人的试验数据来验证本模型的正确性,通过与其他学者模型计算数据对比表明文章所建立模型提高了计算精度.同时基于所建立剩余强度退化模型提出一种改进的等损伤模型,由此推导出疲劳累积损伤模型.将此累积损伤模型应用于两级载荷下疲...     

相变应力及其改善焊接接头的疲劳强度

基于钢铁材料相变体积膨胀的原理,自行研制成功专用低相变点焊条,在自然冷却条件下焊缝金属依靠相变应力可以获得残余压缩应力。利用所研制的低相变点焊条和普通E5015焊条分别对几种典型的接头进行焊接,疲劳试验证明：在2×106循环次数下,前者的焊接接头疲劳强度比后者提高11%～58%。同时还证明焊接接头的应力集中和拘束度越大,疲劳强度的改善效果越加明显。本方法为改善焊接接头的疲劳强度提供了一条新的途径。     

焊接带对飞艇蒙皮强度的影响

为了研究飞艇中焊接带结构的材料属性及该结构对蒙皮强度的影响,基于飞艇制作的工程经验和结构的应力分析结果,借助数字图像相关技术,设计了焊接带的单轴拉伸、单轴循环和双轴拉伸的试验试件和试验方案.实验结果表明,和蒙皮相比,焊接带结构的强度相对较大,发生断裂的位置是二者相接处的蒙皮.焊接带结构的存在导致蒙皮强度比原来有所降低,单轴拉伸时强度降低12％左右,双轴拉伸时,拉伸比例为2∶1条件下强度减弱最多,降低36％左右.研究内容能在一定程度上为飞艇整体结构的强度预报提供实验支撑.     

钢中最大夹杂尺寸的评估与疲劳强度的预测

采用两种极值统计方法(statistics of extrem values,SEV;generalized Pareto distribution,GPD)对某一商用42CrMo钢的最大夹杂尺寸进行评估,并且预测其对应的疲劳强度.与实验结果比较发现,两种方法预测的夹杂大小及疲劳强度和超声疲劳实验的结果接近,且在一定的小体积范围内SEV方法预测的最大夹杂尺寸与实验结果更相近.     

曲轴轴系的结构强度分析与疲劳寿命估算

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,建立发动机曲轴轴系的动力学仿真模型,对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,为下一步疲劳寿命计算提供可靠的载荷条件;然后,从曲轴所受的载荷中找出三个载荷比较大的时刻,计算得到其相应时刻的应力和应变分布规律,找出曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态强度分析提供数据;最后,结合Ansys有限元分析软件和柯顿-多兰(Certon-Dolan)理论,估算连杆疲劳寿命,同时分析多级载荷加载次序对疲劳寿命的影响,为零部件的主动寿命设计提供参考数据和理论判据.