基于子模型技术的转向架构架疲劳寿命预测*
2018-03-13商跃进
机械研究与应用 2018年1期
杨 宏,王 红,商跃进
(兰州交通大学 机电工程学院,甘肃 兰州 730070)
0 引 言
转向架在铁道车辆运行过程中主要起到接收轨道激励的作用,其构架起到支撑、连接、传递等作用,是转向架的重要部件之一。由于轨道车辆运行过程中长期承受复杂的交变载荷,极易诱发焊接构架的焊缝产生裂纹,造成安全事故[1]。焊接疲劳破坏通常发生在焊趾处,并沿着焊趾在厚度方向上扩展[2]。因此,为保证铁道车辆的安全运行,对转向架构架的疲劳寿命进行评估和预测具有一定的现实意义。
目前主要参考基于名义应力法的ⅡW和BS标准以及ASME标准计算焊接接头的疲劳寿命。采用ⅡW和BS标准计算焊接接头疲劳寿命时,需在标准中找出与之对应的焊接接头的S-N曲线数据。考虑实际应用情况,如果焊接接头的几何形状和受力比较复杂时,在标准中很难找出与之完全对应的接头类型,如果近似选择,则会造成较大误差。而于2007年被纳入美国ASME标准的等效结构应立法则有效的避免了这种问题,它不受接头类型的限制,并且具有网格不敏感性。
国内很多学者都对车辆零部件的疲劳强度进行过研究,沈彩瑜、米彩盈[3]基于名义应力法对车体的疲劳寿命进行了估算。王斌杰、王红等[4-5]使用热点应力法对转向架构架进行了疲劳强度评估。赵峰翔、张开林等[6]在确定好焊接构架评估所需的S-N曲线的基础上,采用名义应力法和局部缺口应力法估算了关键焊缝的疲劳寿命,并对两种方法进行对比。……
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