张玉涛

摘要：本文以轨道客车车钩座为研究对象，详细阐述了应用BS7910标准对含裂纹轨道客车零部件进行安全性及剩余寿命评估的方法。通过材料性能试验、有限元应力计算、断裂力学计算，以失效评估图（FAD）作为判据，给出了车钩座裂纹的最大容许尺寸，以Paris裂纹扩展速率公式为基础，给出了含裂纹车钩座的剩余寿命。

关键词：BS7910;安全评估;剩余寿命

概述

BS7910英国标准用于含缺陷结构件的安全性及剩余寿命评估，目前在压力容器及石油管道等领域已经得到广泛应用，但在铁路行业应用经验还较少。在对轨道客车进行检修时发现个别车钩座存在表面裂纹，本文以此含裂纹车钩座（如图1所示）为研究对象（初始裂纹长度为6mm），说明BS7910标准在评估轨道车辆结构件中的应用方法。通过材料试验、有限元应力计算、断裂力学计算确定车钩座所能容许的最大裂纹尺寸及含裂纹车钩座的剩余寿命。

1基本原理

1.1结构安全评估

通过材料拉伸试验数据建立FAD图的失效评估线，再根据实际裂纹类型和尺寸、载荷情况计算并绘制失效评定点进行安全评定。当失效评定点落在失效评定线外时，说明该评定点对应的缺陷不满足安全要求（如图2所示）。

根据BS7910标准，基于材料的屈服强度与抗拉强度计算材料的失效评估线。

在材料失效评估线的计算中，Lr截止值计算如公式（1）所示：

式中，σY为材料屈服强度，σu为材料抗拉强度。

根据车钩座的材料特性，使用如下公式绘制失效评估线的轮廓。……