北京地鐵轉(zhuǎn)向架構(gòu)架應(yīng)力與載荷譜研究.pdf

1、地鐵作為城市軌道交通的主要載運工具，對緩解城市交通壓力，提高居民生活質(zhì)量，調(diào)整城市結(jié)構(gòu)布局以及拉動城市的經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。其運營的安全性問題也隨著運營里程的不斷增加而愈發(fā)凸顯。
　　轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的疲勞強度是保證車輛安全運行的關(guān)鍵因素。而載荷的研究是進行構(gòu)架強度設(shè)計和疲勞強度評估的基礎(chǔ)。本文以北京某型地鐵轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為研究對象，結(jié)合作為結(jié)構(gòu)可靠性評估重要依據(jù)的載荷譜研究，對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進行承載分析、標(biāo)定試驗、線路動應(yīng)力試驗、載荷譜編制

2、等工作。并針對可以準(zhǔn)確地反映實際線路運行時構(gòu)架的承載情況，同時也可以大大減少試驗成本的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架線路模擬臺架試驗，提出載荷—時間歷程的濃縮方法。根據(jù)損傷一致性原則建立可有效用于線路模擬臺架試驗的濃縮載荷譜，主要研究工作如下:
　　(1)對地鐵轉(zhuǎn)向架動車構(gòu)架承受的載荷種類進行分類，依據(jù)EN13749轉(zhuǎn)向架設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)計算模擬運營情況載荷大小，確定關(guān)鍵部位的動應(yīng)力測點與載荷識別點。
　　(2)進行構(gòu)架標(biāo)定試驗，利用電橋原理布置測力傳

3、感器，找到載荷與構(gòu)架關(guān)鍵部位應(yīng)力的線性關(guān)系，獲得載荷傳遞系數(shù)。為實際線路試驗制作測力構(gòu)架，利用構(gòu)架和轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵零部件對線路試驗中承受的載荷進行識別。同時為載荷譜損傷的計算和損傷一致性載荷譜的建立提供支持。
　　(3)對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架進行線路測試，測試轉(zhuǎn)向架全部載荷和關(guān)鍵部位動應(yīng)力隨時間變化的數(shù)據(jù)。對試驗數(shù)據(jù)進行處理分析，計算線路試驗中的構(gòu)架實測載荷譜。
　　(4)研究載荷譜濃縮方法，確定疲勞截止極限，以載荷敏感點是否產(chǎn)生損傷為依

4、據(jù)，根據(jù)關(guān)鍵應(yīng)力測點的應(yīng)力—時間歷程對構(gòu)架載荷—時間歷程進行同步濃縮。對濃縮后的載荷—時間歷程利用雨流計數(shù)法編制載荷譜，得到各載荷濃縮譜。
　　(5)依據(jù)損傷等效原則對應(yīng)力—時間歷程濃縮前后的損傷進行對比，驗證濃縮方法的有效性。選取疲勞關(guān)鍵點，對濃縮載荷—時間歷程及濃縮載荷譜進行損傷一致性校準(zhǔn)。利用MATLAB編程對濃縮載荷譜損傷與疲勞關(guān)鍵點實測應(yīng)力譜損傷進行優(yōu)化，建立約束條件，得到合理的濃縮載荷譜校準(zhǔn)系數(shù)以及校準(zhǔn)載荷譜。為線路模