基于模态结构应力法的焊接构架振动疲劳寿命研究

作     者：吕晓鹏 邹洪伟 董晓华 李世杰 吴兴文 LYU Xiaopeng;ZOU Hongwei;DONG Xiaohua;LI Shijie;WU Xingwen

作者机构：中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 成都地铁运营有限公司四川成都610031 轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 西南交通大学机械工程学院四川成都610031 

出 版 物：《机车车辆工艺》 (Locomotive & Rolling Stock Technology)

年 卷 期：2024年第60卷第3期

页      面：1-7页

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFE0201401) 国家自然科学基金资助项目(51805450) 四川省应用基础研究(2020YJ0075) 

主　　题：焊接构架 刚柔耦合动力学 结构应力 模态叠加法 疲劳寿命预测 

摘      要：文章结合模态叠加法,提出了一种基于模态法的结构应力计算方法;然后基于刚柔耦合理论,建立了考虑构架柔性的刚柔耦合动力学模型,并利用虚拟激励法再现了转向架构架的真实服役环境,对服役条件下焊接构架的动态薄弱位置进行了识别,确定了焊接车架上的10个动态薄弱点,在连接侧梁外垂直板和下盖板的焊缝处观察到了最高的结构应力(均方根值为65 MPa)。最后,基于主S-N曲线法对焊接构架薄弱位置的服役寿命进行了预测。结果表明:随着曲线半径的增大,构架薄弱位置的损伤呈现出逐渐减小的规律;其损伤最大位置出现在侧梁外立板与抗侧滚扭杆座焊缝处,在1200万km的寿命要求下,其损伤为2.74,安全裕量较低。