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高速动车组轴箱转臂节点性能对轮轨耦合振动的影响

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交通运输工程学报 2021年第6期21卷 170-180页

作者：侯茂锐胡晓依郭涛罗俊樊令举中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081 中车唐山机车车辆有限公司河北唐山063035 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007 青岛博锐智远减振科技有限公司山东青岛266111

为分析钢轨波磨、车轮多边形等轮轨短波不平顺条件下轴箱转臂节点性能对轮轨耦合振动的影响,分别从仿真计算、现场试验和台架试验3个方面进行综合分析,通过建立车辆-轨道刚柔耦合系统动力学仿真模型,分析了钢轨波磨和车轮多边形对轮轨... 详细信息

为分析钢轨波磨、车轮多边形等轮轨短波不平顺条件下轴箱转臂节点性能对轮轨耦合振动的影响,分别从仿真计算、现场试验和台架试验3个方面进行综合分析,通过建立车辆-轨道刚柔耦合系统动力学仿真模型,分析了钢轨波磨和车轮多边形对轮轨耦合振动的影响,并在武广高铁进行了钢轨波磨条件下新、旧轴箱转臂节点对轴箱振动响应的影响试验,在滚动试验台上进行了高阶车轮多边形条件下新、旧轴箱转臂节点对转向架振动响应的影响试验;对已服役运用120万公里的A、B型轴箱转臂节点进行了1 000万次疲劳耐久性试验,论证了服役轴箱转臂节点疲劳可靠性的安全裕量。研究结果表明:在钢轨波长为120 mm,车轮多边形为20阶,钢轨波磨和车轮多边形波深均为0.04 mm的条件下,当轴箱转臂节点径向刚度由40 MN·m^(-1)增加到200 MN·m^(-1)时,钢轨振动加速度、轴箱振动加速度和轮轨垂向力基本不变,在钢轨波磨和车轮多边形等短波激励下,轴箱转臂节点刚度变化不会对轮轨耦合振动产生明显影响;随着疲劳试验次数的增加,轴箱转臂节点径向和轴向刚度均逐渐下降,退役轴箱转臂节点在经历1 000万次疲劳耐久性试验后外观状态基本无改变,芯轴与橡胶粘接部分出现轻微开胶和裂纹,开胶和裂纹深度不大于5 mm,橡胶本体均无裂纹,各项性能满足《机车车辆用橡胶弹性元件通用技术条件》(TB/T 2843—2015)中的规定。

关键词：高速动车组轴箱转臂节点钢轨波磨车轮多边形疲劳耐久性

钢桥面板顶板裂纹的气动冲击修复效果（英文）

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Journal of Central South University 2019年第9期26卷 2554-2568页

作者：王秋东吉伯海傅中秋叶枝 College of Civil and Transportation Engineering Hohai University

为分析气动冲击技术对长裂纹的修复效果,选取了三个裂纹长度均为100 mm以上的顶板与U肋试件,开展了气动冲击修复试验及修复后疲劳加载,并分析了微观结构变化、裂纹断面、裂纹扩展速率、应力幅等。同时,建立了相关有限元模型,基于分析结... 详细信息

为分析气动冲击技术对长裂纹的修复效果,选取了三个裂纹长度均为100 mm以上的顶板与U肋试件,开展了气动冲击修复试验及修复后疲劳加载,并分析了微观结构变化、裂纹断面、裂纹扩展速率、应力幅等。同时,建立了相关有限元模型,基于分析结果提出了部分关键的技术参数。研究表明,由于锤击后的应力重分布,在锤击区域的两侧会产生新的疲劳源区,但具有长裂纹试件的疲劳寿命依然得到了显著的提高。气动冲击可产生可观的残余压应力,为取得最佳效果,气动冲击角度建议为70°。裂纹闭合后焊根应力呈不均匀分布,最佳的闭合深度为4 mm。在裂纹闭合深度影响的试验研究中,建议采用三点外推得到的热点应力作为评判指标。

关键词：钢桥面板疲劳耐久性气动冲击技术疲劳寿命应力分布

聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装材料耐久性能研究

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聚合物钢纤维混凝土钢桥面铺装材料耐久性能研究

作者：仵卫伟重庆交通大学

学位级别：硕士

随着钢箱梁桥技术的飞速发展及大范围推广应用,其钢桥面铺装已成为世界公认的技术难题之一。目前该桥型主流的铺装材料以沥青类为主,但是沥青类铺装材料在耐久性、稳定性等方面仍存在很大的问题。本文基于课题组近些年来对聚合物钢纤维... 详细信息

随着钢箱梁桥技术的飞速发展及大范围推广应用,其钢桥面铺装已成为世界公认的技术难题之一。目前该桥型主流的铺装材料以沥青类为主,但是沥青类铺装材料在耐久性、稳定性等方面仍存在很大的问题。本文基于课题组近些年来对聚合物钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Polymer Concrete,文中简称SFRPC)材料力学性能及其在钢桥面铺装中的工程应用研究的基础上,通过理论分析、试验研究并结合数值模拟的方式从SFRPC的耐久性能进行研究,主要研究内容和结论包括:1、基于耐久性对聚合物钢纤维混凝土进行了数值分析,通过对比有无钢纤维加入的情况下,裂纹尖端应力强度因子值、应力集中极值和位移极值大小变化来说明钢纤维的阻裂效益;研究发现:在围线积分模型中钢纤维的掺入使得裂纹处最大位移量减少了26.01%,最大应力减少了60.42%,裂纹尖端应力强度因子减少了49.34%。2、对于环境耐久性方面的研究,主要进行了改变养护方式和加入特殊环境因素来模拟实际工程中的不同环境场景:高低温循环、高低温水浴及硫酸盐侵蚀影响。结果发现:SFRPC在不同温度梯度下,温度从低温-15℃到高温60℃时,其强度逐渐降低,范围为21.66MPa7.65MPa,通过与普通混凝土在30℃和60℃时抗折强度对比得知:SFRPC的强度分别是普通混凝土的2.13倍和2.85倍;SFRPC在不同温度水浴下,温度从低温-15℃到高温60℃时,其强度逐渐降低,范围为20.36MPa5.68MPa,对比无水高低温循环环境发现SFRPC的抗折强度值在水浴条件下削减度最高为11.69%,最低6.01%;SFRPC在抗硫酸盐侵蚀试验中研究发现:同等条件下,SFRPC耐腐蚀度为81.31%而普通混凝土的耐腐蚀度为69.33%。3、对SFRPC材料进行承载耐久性疲劳试验研究,利用Weibull两参数和三参数分布函数得到了SFRPC的疲劳方程:Weibull两参数P-S-N疲劳寿命方程:S-lgN:S=A-0.10005lgN、lgS-lgN:lgS=lga-0.06974lgN;Weibull三参数P-S-N疲劳寿命方程:S-lgN:S=A-0.10063lgN、lgS-lgN:lgS=lga-0.07012lgN。根据分析疲劳试验下试件的疲劳应力-应变曲线变化规律得出:随着荷载循环进行试件内部损伤逐渐叠加,疲劳应变越来越大直到破坏,破坏前最大应变数值在1300με500με之间,残余疲劳应变数值在500με200με之间;根据分析试件弹性模量随循环次数增加的变化规律得出:随着循环次数的增加,材料弹性模量逐渐降低直至试件破坏,破坏时弹性模量均值为初始模量的58.56%,并得到SFRPC试件内部损伤演化方程。

关键词：钢桥面铺装聚合物钢纤维混凝土环境耐久性疲劳耐久性

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全铝车身公交车结构优化与耐久性预测

全铝车身公交车结构优化与耐久性预测

作者：倪雪厦门理工学院

学位级别：硕士

随着新能源客车发展战略的实施,新材料在客车中的需求日益突出。作为一种密度低,强度优异的材料,铝合金逐渐应用到轻量化客车车身上。公交车作为人们出行必不可少的交通工具之一,其强度性能和疲劳特性研究对公交车的安全性和经济性等至... 详细信息

随着新能源客车发展战略的实施,新材料在客车中的需求日益突出。作为一种密度低,强度优异的材料,铝合金逐渐应用到轻量化客车车身上。公交车作为人们出行必不可少的交通工具之一,其强度性能和疲劳特性研究对公交车的安全性和经济性等至关重要,对人们的生命和财产安全有巨大的影响。本文主要研究内容如下:1、连接件拓扑优化设计。运用静力学和模态分析方法分析原连接件在四种工况下的强度、刚度性能及低阶固有频率,并将后两者作为拓扑优化的子目标;应用形貌优化方法确定连接件外轮廓形状,基于SIMP密度插值法建立连接件的拓扑优化模型,利用层次分析法确定子目标权重,采用折衷规划法归一化子目标,进行多目标拓扑优化,根据优化结果对连接件进行改进设计。2、研究铝合金车身结构的应力分布。分析计算铝合金车身公交车的弯曲刚度和扭转刚度,并基于满载弯曲、左、右扭转、紧急制动、左、右转弯、左前轮抬起/悬空50mm和右后轮抬起/悬空50mm八个工况研究车身的静态特性,校核其强度。3、开展静态加载试验。根据GB/T 6792-2009《客车骨架应力与形变测量方法》测量布置在车身上的各个测点在不同工况下的应力值以及前、中门和风窗对角线的长度变化量,考察铝合金公交车车身的骨架结构设计的合理性,验证建立的有限元计算模型是否准确。4、预测铝合金公交车车身结构的疲劳寿命。采用多轴疲劳分析方法Wang-Brown平均应力修正损伤模型对铝合金车身公交车进行疲劳耐久性研究,在DesignLife软件载入公交车车身结构的单位载荷应力场和载荷谱,并结合车身用材的材料S-N曲线预测其疲劳寿命,并对比研究车身结构的静态强度和疲劳特性的分析结果。研究表明:改进后的铝合金客车连接件质量减轻18%,其前六阶固有频率具有不同程度的提升,强度性能、刚度性能明显增强。在静态强度分析中,八个工况下车身结构的最大应力值均未超过材料的许用应力,满足公交车的强度设计要求。通过分析静态试验数据得到车身实际应力分布和变形情况,并验证了建立的有限元模型的正确性。预测整车结构疲劳寿命约为8.07年,行驶里程为117.6万公里,寿命满足设计要求。

关键词：铝合金车身结构多目标拓扑优化静态特性疲劳耐久性

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超高强钢控制臂的冲压工艺与模具设计

锻造与冲压 2022年第8期 66-71页

作者：邓献思金成龙王仓陈云徐荣峰方淑芬吉利汽车集团有限公司

悬架系统直接影响着汽车的行驶平顺性和操作稳定性,是汽车结构中至关重要的组成部分。如图1所示,前下控制臂总成作为前悬架系统中的重要组成部分,起到连接前制动器总成和前副车架总成作用,也是悬架重要的传力和导向部件,故要求其必须具... 详细信息

悬架系统直接影响着汽车的行驶平顺性和操作稳定性,是汽车结构中至关重要的组成部分。如图1所示,前下控制臂总成作为前悬架系统中的重要组成部分,起到连接前制动器总成和前副车架总成作用,也是悬架重要的传力和导向部件,故要求其必须具备足够的强度、刚度和疲劳耐久性。为了确保产品外观、尺寸、性能合格稳定,对前下控制臂的生产工艺稳健性提出了更高的要求。

关键词：疲劳耐久性下控制臂行驶平顺性前副车架前悬架系统操作稳定性产品外观导向部件

基于路谱载荷的某前副车架多通道试验的开发及设计优化

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汽车制造业 2022年第6期 30-33页

作者：吴云飞上海理想汽车科技有限公司

本文以路谱载荷的多通道试验中某副车架开裂失效为研究对象,建立前副车架多通道试验台架,对失效点进行具体原因分析及优化,对优化方案重新进行试验验证,试验结果满足要求。随着汽车产业的高速发展,为了缩短产品的研发周期,如何利用试验... 详细信息

本文以路谱载荷的多通道试验中某副车架开裂失效为研究对象,建立前副车架多通道试验台架,对失效点进行具体原因分析及优化,对优化方案重新进行试验验证,试验结果满足要求。随着汽车产业的高速发展,为了缩短产品的研发周期,如何利用试验验证方法在设计验证阶段快速发现零部件的设计问题并进行设计优化?这是新时期汽车开发工程师面临的问题。车辆及零部件的疲劳耐久性验证主要有3种方法:CAE耐久仿真分析、零部件台架耐久试验和整车试验场耐久试验。

关键词：汽车产业耐久试验疲劳耐久性开发工程师副车架试验台架验证阶段通道试验

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不同类型SMA沥青混合料路用性能研究

路基工程 2022年第4期 114-118页

作者：秦阳严红中国市政工程西南设计研究总院有限公司成都610081

采用马歇尔配合比设计法对SMA10、SMA13、SMA16沥青混合料进行级配设计,并系统研究不同类型SMA沥青混合料的水稳定性、高低温性能和疲劳耐久性。结果表明:高温浸水加速了SMA混合料的马歇尔性能劣化,其中SMA16的劣化程度最为明显;SMA13... 详细信息

采用马歇尔配合比设计法对SMA10、SMA13、SMA16沥青混合料进行级配设计,并系统研究不同类型SMA沥青混合料的水稳定性、高低温性能和疲劳耐久性。结果表明:高温浸水加速了SMA混合料的马歇尔性能劣化,其中SMA16的劣化程度最为明显;SMA13沥青混合料在高温条件下的动稳定度与SMA16的相接近,是SMA10的1.3倍,而低温条件下SMA10的破坏应变是SMA13和SMA16的1.2倍,SMA13具有较好的高、低温性能;在低应变条件下,SMA13和SMA16的抗疲劳性能基本相当,而同一应变水平下,SMA10抗疲劳性能要优于SMA13和SMA16,特别是在600με的高应变下,疲劳寿命相比SMA16混合料提升了约30.2%。

关键词： SMA沥青混合料不同类型混合料配比路用性能疲劳耐久性

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混凝土泵车结构件疲劳研究与优化应用

机械设计 2013年第2期30卷 49-54页

作者：李建涛张涛王金明三一重工泵送研究院湖南长沙410100

探讨了疲劳耐久性理论在混凝土泵车设计中的应用流程及方法,提出了泵车结构件一体化疲劳分析技术,并基于高强钢材料S-N试验及Miner线性累计损伤法则,研究了臂架有限元疲劳寿命预测及疲劳试验方法,最后通过实例说明了臂架等寿命优化设计... 详细信息

探讨了疲劳耐久性理论在混凝土泵车设计中的应用流程及方法,提出了泵车结构件一体化疲劳分析技术,并基于高强钢材料S-N试验及Miner线性累计损伤法则,研究了臂架有限元疲劳寿命预测及疲劳试验方法,最后通过实例说明了臂架等寿命优化设计过程,对改变产品结构静强度设计为等寿命设计提供了方法。

关键词：疲劳耐久性一体化分析疲劳寿命预测等寿命设计

考虑水泥作用的改性乳化沥青冷再生混合料性能研究

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公路交通科技 2012年第6期29卷 6-10,21页

作者：郭银涛刘清泉刘振清东南大学交通学院江苏南京210096 交通运输部公路科学研究院北京100088 公路养护技术国家工程研究中心(筹) 北京100029

为了分析水泥对改性乳化沥青冷再生混合料力学性能的影响,以AC-25沥青混合料级配为基准,通过室内对比试验,对不同水泥掺量的改性乳化沥青冷再生混合料的疲劳耐久性、低温稳定性、高温稳定性及水稳定性等力学性能进行系统研究。研究结果... 详细信息

为了分析水泥对改性乳化沥青冷再生混合料力学性能的影响,以AC-25沥青混合料级配为基准,通过室内对比试验,对不同水泥掺量的改性乳化沥青冷再生混合料的疲劳耐久性、低温稳定性、高温稳定性及水稳定性等力学性能进行系统研究。研究结果表明,一定掺量的水泥有利于改善改性乳化沥青冷再生混合料的疲劳耐久性,但水泥增加至3.0%时,其进一步的改善效果并不显著;以破坏应变评价混合料低温性能时,指标具有较高的灵敏性,当水泥用量为2.0%时低温性能最佳;水泥的掺加显著地提高了改性乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和水稳定性,其在改性乳化沥青冷再生混合料中发挥着重要的作用。

关键词：道路工程改性乳化沥青冷再生混合料室内对比试验疲劳耐久性力学性能