城際動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷譜研究.pdf

1、我國高速動車組最近十年的發(fā)展已經(jīng)舉世矚目，四橫四縱的框架基本形成。但是國內(nèi)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的設計與試驗一直沿用國際標準，還沒有形成針對我國線路條件的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷譜。隨著高速動車組技術(shù)的蓬勃發(fā)展，急切需要對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的載荷譜開展研究。在國內(nèi)外研究載荷譜領(lǐng)域，針對指導動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架臺架試驗的載荷譜非常少。究其原因，主要是轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的載荷復雜，相對于飛機上關(guān)鍵部件的六分力系統(tǒng)和機翼的懸臂結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是一個大型框架結(jié)構(gòu)部件，復雜的受力狀態(tài)導致

2、經(jīng)過雨流統(tǒng)計后載荷和應力之間時序關(guān)系丟失，難以得到基于損傷一致性的載荷譜。
　　本文針對城際動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷譜進行了研究，建立了基于線路實測載荷及動應力的載荷譜模型;針對城際動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架這種框架型結(jié)構(gòu)部件，研究其載荷譜的理論方法;采用直接測試獨立載荷技術(shù)，建立其分立載荷譜。主要的研究內(nèi)容和創(chuàng)新有:
　　1.針對城際動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架這樣的復雜結(jié)構(gòu)部件，在國際上首次建立了支撐損傷一致載荷譜編制的關(guān)鍵載荷與損傷信息測試方法

3、體系;包括:面向結(jié)構(gòu)承受的全部載荷，分別建立了基于標定解耦的直接測試方法;以及編制損傷一致載荷譜所必需的載荷-應力（損傷）傳遞系數(shù)標定方法。
　　2.在系統(tǒng)比較各種典型時域載荷識別方法的基礎上，就相關(guān)方法對于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷識別的適用性進行了研究?；诒狙芯揩@取的載荷-應力傳遞關(guān)系和實測應力響應，研究證實對于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架時域載荷識別問題，采用改進截斷奇異值分解法(ITSVD)獲得的識別載荷，比其他方法獲得的結(jié)果更貼近實測載荷值;同時從

4、載荷-應力傳遞系數(shù)角度分析了該方法的適用條件。
　　3.針對建立損傷一致載荷譜所需求解的優(yōu)化問題，在蒙特卡羅方法的基礎上，經(jīng)過系統(tǒng)的分析比較，確認采用拉丁超立方抽樣的擬蒙特卡羅方法在適應性和計算效率方面優(yōu)勢明顯，為建立損傷一致載荷譜確定了適用高效的優(yōu)化算法。
　　4.針對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架這一復雜結(jié)構(gòu)載荷譜的建立問題，以實測載荷、實測應力和試驗標定的載荷一應力傳遞關(guān)系為基礎，通過分析各實測載荷之間的相位關(guān)系，分別按變幅變相位和恒幅變

5、相位策略，采用拉丁超立方抽樣的擬蒙特卡羅方法進行優(yōu)化求解，依據(jù)損傷一致性準則，建立了編制轉(zhuǎn)向架構(gòu)架損傷一致載荷譜的方法體系。
　　采用城際動車組動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架實測數(shù)據(jù)的驗證結(jié)果表明:本文建立的載荷譜能夠確保對構(gòu)架疲勞關(guān)鍵部位實現(xiàn)全覆蓋，因而采用該載荷譜進行的疲勞試驗能夠確保構(gòu)架在運營條件下具有足夠的的疲勞可靠性。
　　本文以建立基于城際動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架載荷譜為目標，從載荷標定到時域載荷獨立解耦方法的建立，以及基于病態(tài)傳遞矩陣