地铁转向架构架面向定寿的高精度载荷谱研究
发布时间：2021-03-21 11:06
目前国内轨道车辆转向架构架的设计和评估均采用国际技术标准和规范,从模型设计到批量生产需通过仿真计算、疲劳可靠性试验验证、投入运营初期的线路型式试验三个阶段的疲劳可靠性考核,但实际使用情况表明,在运用一段时间后,仍会出现大面积疲劳可靠性不足的现象,甚至局部出现一些裂纹,这反映出国内外转向架构架现有的强度技术规范和标准不能有效覆盖国内车辆的全运用工况。转向架构架载荷谱是进行构架可靠性设计和疲劳试验评估的关键基础。本论文通过构建构架基本载荷系,采用直接测试独立载荷技术,基于高精度标定方法和测试技术获得多运用工况下、典型运用周期的载荷-时间历程和关键部位的动应力数据,建立了高精度分立载荷谱,用于指导构架结构设计及可靠性提升;基于载荷作用模式建立了多通道协同加载台架试验谱,试验谱可以覆盖实际复杂运用条件下的结构损伤,可用于疲劳可靠性试验验证;建立了构架可靠性寿命预测模型,用于寿命预测及指导产品维修与更换。主要研究内容如下:（1）研究制作高精度测力构架及搭建测试系统,确定载荷测试方案,针对载荷特性分析与谱的建立需要工况分离的需求,完成对实测载荷波形的切分与提取,分别在时域和频域上对各载荷的特征统计...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１转向架构架载荷系分解??Ｆｉｇ．２－１?Ｌｏａｄ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂｏｇｉｅ?ｆｒａｍｅ??
的载荷解耦方式，找出测力构架载荷高精度解耦方法，使单一载荷测试精度控制??在２％，最大不超过５％，同时将信噪比扩展到最大的程度，建立加载点与响应点??的传递关系矩阵，即载荷－应变传递系数。现场标定情况如图２－２所示。??图２－２构架标定现场??Ｆｉｇ．２－２?Ｆｒａｍｅ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｓｉｔｅ?ｍａｐ??最终经过标定制作的测力构架包含１１种载荷系，共计４６个载荷测点（每个??载荷系均有备用测点），６６个动应力测点。其中??构架垂向载荷桥路：８个??构架横向载荷桥路：８个??纵向载荷桥路：４个??菱形载荷桥路：８个??制动载荷桥路：８个??电机垂向载荷桥路：２个??电机横向载荷桥路：２个??齿轮箱载荷桥路：４个??横向减振器载荷桥路：２个??２．１．２线路测试方案??根据载荷谱测试需要及测试系统的组成原理，载荷谱测试系统搭建如下图２－３??所示：传感器使用电阻应变片、加速度计、雷达（测速）及陀螺仪，设备使用ＨＢＭ??公司生产的ＳｏＭａｔｅＤＡＱ动态数据采集设备，可以同时对应变、加速度、陀螺仪、??１０??
的载荷解耦方式，找出测力构架载荷高精度解耦方法，使单一载荷测试精度控制??在２％，最大不超过５％，同时将信噪比扩展到最大的程度，建立加载点与响应点??的传递关系矩阵，即载荷－应变传递系数。现场标定情况如图２－２所示。??图２－２构架标定现场??Ｆｉｇ．２－２?Ｆｒａｍｅ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｓｉｔｅ?ｍａｐ??最终经过标定制作的测力构架包含１１种载荷系，共计４６个载荷测点（每个??载荷系均有备用测点），６６个动应力测点。其中??构架垂向载荷桥路：８个??构架横向载荷桥路：８个??纵向载荷桥路：４个??菱形载荷桥路：８个??制动载荷桥路：８个??电机垂向载荷桥路：２个??电机横向载荷桥路：２个??齿轮箱载荷桥路：４个??横向减振器载荷桥路：２个??２．１．２线路测试方案??根据载荷谱测试需要及测试系统的组成原理，载荷谱测试系统搭建如下图２－３??所示：传感器使用电阻应变片、加速度计、雷达（测速）及陀螺仪，设备使用ＨＢＭ??公司生产的ＳｏＭａｔｅＤＡＱ动态数据采集设备，可以同时对应变、加速度、陀螺仪、??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多重线性回归模型中的最小二乘估计与投影法[J]. 袁敏,智丽萍,高健孙,江洁. 吉林广播电视大学学报. 2018(10)
[2]一种基于数据驱动和贝叶斯理论的机械系统剩余寿命预测方法[J]. 赵申坤,姜潮,龙湘云. 机械工程学报. 2018(12)
[3]液压挖掘机斗杆台架疲劳试验载荷等效方法[J]. 向清怡,吕彭民,王斌华,任雪娇. 中国公路学报. 2018(06)
[4]“十三五”城轨交通发展形势及未来发展趋势分析[J]. 包叙定. 都市快轨交通. 2018(01)
[5]基于实测载荷谱的C80车体疲劳寿命评估[J]. 张福田,辛民,陈萌,王曦,李强,邵文东,姚海. 铁道机车车辆. 2017(01)
[6]铁路货车车钩的纵向载荷谱特性[J]. 张福田,王曦,邵文东. 北京交通大学学报. 2017(01)
[7]高速列车转向架构架动应力计算与疲劳全寿命预测[J]. 卢耀辉,向鹏霖,曾京,陈天利. 交通运输工程学报. 2017(01)
[8]车下设备承载结构疲劳试验载荷谱编制方法[J]. 李凡松,邬平波,曾京. 机械工程学报. 2016(24)
[9]Theoretical Research and Experimental Validation of Elastic Dynamic Load Spectra on Bogie Frame of High-speed Train[J]. ZHU Ning,SUN Shouguang,LI Qiang,ZOU Hua. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[10]高速列车转向架载荷谱长期跟踪试验研究[J]. 王文静,王燕,孙守光,梁树林. 西南交通大学学报. 2015(01)
博士论文
[1]城际动车组转向架构架载荷谱研究[D]. 邹骅.北京交通大学 2016
硕士论文
[1]动车组构架电机吊座局部疲劳寿命研究[D]. 何宙.西南交通大学 2018
[2]车轮多边形对高速列车振动响应和构架疲劳寿命影响研究[D]. 张浩然.北京交通大学 2018
[3]北京地铁2号线车辆转向架构架载荷测试与研究[D]. 张立.北京交通大学 2017
[4]中国标准动车组动车转向架构架结构疲劳可靠性研究[D]. 李丛珊.北京交通大学 2018
[5]基于可靠性分析的剩余寿命评估方法研究[D]. 王艳荣.西安电子科技大学 2015
[6]转K6型转向架侧架疲劳可靠性研究[D]. 宋瑞兰.北京交通大学 2014
[7]一种新的自适应遗传算法[D]. 闫妍.哈尔滨工程大学 2007
[8]提速货车转向架关键部件疲劳寿命及可靠性研究[D]. 朱兴红.北京交通大学 2007
本文编号：3092756
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１转向架构架载荷系分解??Ｆｉｇ．２－１?Ｌｏａｄ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂｏｇｉｅ?ｆｒａｍｅ??
的载荷解耦方式，找出测力构架载荷高精度解耦方法，使单一载荷测试精度控制??在２％，最大不超过５％，同时将信噪比扩展到最大的程度，建立加载点与响应点??的传递关系矩阵，即载荷－应变传递系数。现场标定情况如图２－２所示。??图２－２构架标定现场??Ｆｉｇ．２－２?Ｆｒａｍｅ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｓｉｔｅ?ｍａｐ??最终经过标定制作的测力构架包含１１种载荷系，共计４６个载荷测点（每个??载荷系均有备用测点），６６个动应力测点。其中??构架垂向载荷桥路：８个??构架横向载荷桥路：８个??纵向载荷桥路：４个??菱形载荷桥路：８个??制动载荷桥路：８个??电机垂向载荷桥路：２个??电机横向载荷桥路：２个??齿轮箱载荷桥路：４个??横向减振器载荷桥路：２个??２．１．２线路测试方案??根据载荷谱测试需要及测试系统的组成原理，载荷谱测试系统搭建如下图２－３??所示：传感器使用电阻应变片、加速度计、雷达（测速）及陀螺仪，设备使用ＨＢＭ??公司生产的ＳｏＭａｔｅＤＡＱ动态数据采集设备，可以同时对应变、加速度、陀螺仪、??１０??
的载荷解耦方式，找出测力构架载荷高精度解耦方法，使单一载荷测试精度控制??在２％，最大不超过５％，同时将信噪比扩展到最大的程度，建立加载点与响应点??的传递关系矩阵，即载荷－应变传递系数。现场标定情况如图２－２所示。??图２－２构架标定现场??Ｆｉｇ．２－２?Ｆｒａｍｅ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｓｉｔｅ?ｍａｐ??最终经过标定制作的测力构架包含１１种载荷系，共计４６个载荷测点（每个??载荷系均有备用测点），６６个动应力测点。其中??构架垂向载荷桥路：８个??构架横向载荷桥路：８个??纵向载荷桥路：４个??菱形载荷桥路：８个??制动载荷桥路：８个??电机垂向载荷桥路：２个??电机横向载荷桥路：２个??齿轮箱载荷桥路：４个??横向减振器载荷桥路：２个??２．１．２线路测试方案??根据载荷谱测试需要及测试系统的组成原理，载荷谱测试系统搭建如下图２－３??所示：传感器使用电阻应变片、加速度计、雷达（测速）及陀螺仪，设备使用ＨＢＭ??公司生产的ＳｏＭａｔｅＤＡＱ动态数据采集设备，可以同时对应变、加速度、陀螺仪、??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多重线性回归模型中的最小二乘估计与投影法[J]. 袁敏,智丽萍,高健孙,江洁. 吉林广播电视大学学报. 2018(10)
[2]一种基于数据驱动和贝叶斯理论的机械系统剩余寿命预测方法[J]. 赵申坤,姜潮,龙湘云. 机械工程学报. 2018(12)
[3]液压挖掘机斗杆台架疲劳试验载荷等效方法[J]. 向清怡,吕彭民,王斌华,任雪娇. 中国公路学报. 2018(06)
[4]“十三五”城轨交通发展形势及未来发展趋势分析[J]. 包叙定. 都市快轨交通. 2018(01)
[5]基于实测载荷谱的C80车体疲劳寿命评估[J]. 张福田,辛民,陈萌,王曦,李强,邵文东,姚海. 铁道机车车辆. 2017(01)
[6]铁路货车车钩的纵向载荷谱特性[J]. 张福田,王曦,邵文东. 北京交通大学学报. 2017(01)
[7]高速列车转向架构架动应力计算与疲劳全寿命预测[J]. 卢耀辉,向鹏霖,曾京,陈天利. 交通运输工程学报. 2017(01)
[8]车下设备承载结构疲劳试验载荷谱编制方法[J]. 李凡松,邬平波,曾京. 机械工程学报. 2016(24)
[9]Theoretical Research and Experimental Validation of Elastic Dynamic Load Spectra on Bogie Frame of High-speed Train[J]. ZHU Ning,SUN Shouguang,LI Qiang,ZOU Hua. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[10]高速列车转向架载荷谱长期跟踪试验研究[J]. 王文静,王燕,孙守光,梁树林. 西南交通大学学报. 2015(01)
博士论文
[1]城际动车组转向架构架载荷谱研究[D]. 邹骅.北京交通大学 2016
硕士论文
[1]动车组构架电机吊座局部疲劳寿命研究[D]. 何宙.西南交通大学 2018
[2]车轮多边形对高速列车振动响应和构架疲劳寿命影响研究[D]. 张浩然.北京交通大学 2018
[3]北京地铁2号线车辆转向架构架载荷测试与研究[D]. 张立.北京交通大学 2017
[4]中国标准动车组动车转向架构架结构疲劳可靠性研究[D]. 李丛珊.北京交通大学 2018
[5]基于可靠性分析的剩余寿命评估方法研究[D]. 王艳荣.西安电子科技大学 2015
[6]转K6型转向架侧架疲劳可靠性研究[D]. 宋瑞兰.北京交通大学 2014
[7]一种新的自适应遗传算法[D]. 闫妍.哈尔滨工程大学 2007
[8]提速货车转向架关键部件疲劳寿命及可靠性研究[D]. 朱兴红.北京交通大学 2007
本文编号：3092756
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