相邻大修周期机器可靠性和性能劣化的新模型

根据铁路龙门起重机大修周期间可靠性和功能指标劣化规律的研究结果，提出了相邻大修周期间机器可靠性和性能的劣化率相等、大修功能指标的劣化速度具有一致性的可靠性新模型，称之为“等劣化模型”，为科学确定机器的大修周期和报废指标提供了科学依据。并依该理论提出了中国铁路龙门起重机大修和报废推荐指标，经实践检验证明，与实际具有良好的一致性。     

HXD2机车动力轮对的集成有限元模型

零部件应力的准确计算,是正确研究铁路轮对可靠性的基础。考虑多重过盈装配和轮轨、轴承滚动接触的物理关系,提出了HXD2机车轮对的集成有限元计算方法。考虑零部件几何、多重过盈配合和滚动接触的应力梯度效应,进行轮对网格划分与细节处理。克服以轴承微观接触求解步长无法在有效时间内实现轮对有限元计算的难题,提出整体、局部两步计算策略。整体计算,将轴承按等效刚度处理为内部无接触模型的虚拟轴承,有限元计算在无微观接触模型下完成。局部计算,把包含轴承及相关装配关系的轮对部分从整体模型中截取下来作为计算对象,轴承恢复物理微观接触模型,以整体计算时在截面留下的应变作为约束。算例说明集成模型可计算轮对中复杂接触物理等约束关系影响下零部件的应力及分布。     

铁路D1车轮钢的疲劳可靠性寿命与强度的试验及表征

试验研究D1车轮钢轮辋、轮辐材料的疲劳可靠性寿命和强度。应用Zhao-Yang建立的极大似然法处理疲劳升降试验法耐久性数据,良好地表征了轮辋和轮辐材料的概率疲劳极限。采用ZHAO等提出的中短疲劳寿命范围寿命分布与疲劳极限的疲劳极限强度分布概率协同原理及方法,良好地表征建立包含超长寿命范围的概率疲劳S-N曲线。与标准EN13262中的车轮钢和R7T钢的轮辋疲劳性能比较,说明D1车轮钢Si、Cu质量分数较高,Mn、V、Cr、Mo、Ni、S、P的质量分数较低,优于R7T车轮钢的抗疲劳能力。     

1Cr18Ni9Ti焊缝的物理疲劳短裂纹扩展实验

应用复型技术研究了1Cr18Ni9Ti管道焊缝金属的物理疲劳短裂纹行为。结果表明,依照“有效短裂纹准则”,在物理短裂纹（PSC）阶段,主导有效短裂纹（DESFC）扩展和有效短裂纹（ESFCs）的扩展及合并对疲劳损伤做出直接贡献,在DESFC裂尖前沿区域的ESFCs密度通过影响DESFC扩展,对疲劳损伤做出问接贡献。DESFC受到减弱的微观结构条件影响,逐渐演化为单条长裂纹扩展行为。ESFCs密度在微观结构短裂纹（MSC）阶段反映DESFC萌生区域、在PSC阶段反映其裂尖前沿的微观结构扩展条件,其统计演化特征与DESFC扩展率的统计演化特征一致。这说明了这一微观结构扩展条件的差异和演化,是随机疲劳性能与演化特性的本质原因。疲劳损伤是一个由初始混沌状态演化到MSC与PSC两阶段交界处独立无关的随机状态,然后到史相关随机状态的过程。     

P─S─N曲线及其置信限参数估计的统一常规方法

拓展常规方法到三参数和Ｌａｎｇｅｒ模型，提出了估计三参数、Ｌａｎｇｅｒ和 Ｂａｓｑｕｉｎ三种常用应力一寿命模型 Ｐ─Ｓ─Ｎ曲线及置信限的一种统一常规方法。方法将曲线表示为对数疲劳寿命均值和均方差线的广义形式，至多６个材料常数，并方便地采用线性回归技术求解。４５碳钢缺口试样（ｋｔ＝２）对称循环加载模式成组法疲劳试验结果分析说明了方法的有效性。三参数模型的拟合效果最好，Ｌａｎｇｅｒ模型稍差，Ｂａｓｑｕｉｎ模型较差。从拟合误差和安全性角度，Ｂａｓｑｕｉｎ模型不宜描述该套数据。此外，常规方法的估计结果可能受到试验数据局部统计特征参量的影响，要避免有必要遵循各加载水平试样数相同的原则，或发展改进的可以最大限度减小这种影响的方法。     

OCr18Ni1OTi管道钢的随机循环应变-寿命关系

试验研究了管道钢OCr18Ni1OTi的随杨循环应变-寿命关系。基于Coffin-Manson方程，提出了考虑了任意存活概率和置信度的随机CSL关系的模型及参数的求解方法模型由概率-应变-寿命曲线、置信度-寿命曲线和概率-置信度-应变-寿命曲线组成，分别用于表征试验数据分散性规律、数据量以及两者同时对概率评价的影响。试验数据的分析结果验证了模型的有效性和实用性。     

基于虚拟应力幅的低周疲劳可靠性分析

提出了基于虚拟应力幅的低周疲劳可靠性分析方法。其中,考虑了应力－应变行为的随机性,建议了基于概率的修正Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ应力－应变关系,以适于冶金质量不好或难以控制如焊缝金属类材料的可靠性分析;采用了基于虚拟应力幅的分析,以与现有核反应堆压力容器规范相一致。将基于概率的修正Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ关系、Ｌａｎｇｅｒ Ｓ－Ｎ模型和Ｎｅｕｂｅｒ局部应力－应变准则相结合,提出的方法可用于给     

基于应变的疲劳可靠性分析新方法

应用随机循环应变载荷－强度干涉模型，建立了基于应变的疲劳可靠性分析新方法。新考虑了材料循环应力－应变响应的分散性。与现有方法不同，材料常数视为非独立随机变量，来自于试验数据的回归结果。随机循环应力－应变行为和循环应变－寿命关系分别采用概率曲线来描述。循环应变载荷和强度的概率密度函数可显式分别由这些曲线求得。方法可方便拓展到如现有方法确定性循环应力－应变模型情形。核工程材料？１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢管道焊缝金属的试验结果分析说明了方法的有效性。     

牵引电机扭矩激扰的机车齿轮传动系统非线性特性

考虑牵引电机扭矩变化和轮轨黏着力波动等外部激励,以及齿侧间隙、时变啮合刚度和传递误差等内部激扰,采用集中质量法建立了某和谐号机车直齿齿轮传动系统的动力学模型。利用数值方法求解了电机扭矩变化时齿轮传动系统的动力学响应。结合分岔图、相平面图、庞加莱截面图、时间历程图、频谱图,分析了电机扭矩变化对系统非线性特性的影响规律,揭示了系统由单周期、多周期到混沌运动的非线性动力学演化机理。