基于多轴振动环境再现的地铁车辆排障器寿命评估研究

作     者：郑雨豪 吴兴文 刘阳 池茂儒 梁树林 ZHENG Yuhao;WU Xingwen;LIU Yang;CHI Maoru;LIANG Shulin

作者机构：西南交通大学机械工程学院四川成都610031 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFE0201401-01) 国家自然科学基金项目(51805450) 四川省基础研究计划项目(2020YJ0075) 

出 版 物：《机车电传动》 (Electric Drive for Locomotives)

年 卷 期：2023年第6期

页      码：88-98页

摘      要：车辆服役过程中,由于轮轨间的高频激励,极易引发结构共振疲劳问题。文章针对某地铁车辆排障器的疲劳开裂问题,开展了排障器的振动疲劳试验,发现了线路上通过频率为93 Hz的钢轨波磨是引发结构共振疲劳的主要原因。针对试验研究方法存在的传感器布置数量有限、成本较大等问题,文章从仿真分析角度,提出了一种基于多轴振动环境再现的地铁车辆排障器寿命评估方法。首先,建立了基于虚拟激励法的排障器随机振动模型,该模型可以很好地再现排障器的实际振动环境;然后,通过遗传算法对模态阻尼比进行优化,使得仿真和实测响应结果具有较好的一致性,验证了建模方法的正确性;最后,利用多核并行计算的方法实现了排障器任意位置的全程损伤和疲劳寿命计算,显著提高了仿真计算的效率。结果表明:排障器焊缝拐角处为其结构的薄弱位置,其全程工况损伤值为6.25E-03,疲劳寿命为0.60万km,远低于设计使用寿命的360万km,通过上述方法评估出来的排障器最大损伤位置与结构实际破坏位置相同,进一步证明了此方法的正确性。

主 题 词：地铁车辆 疲劳试验 排障器多轴振动模型 遗传算法 并行计算 疲劳寿命 

学科分类：082304[082304] 08[工学] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.13890/j.issn.1000-128X.2023.06.011

馆 藏 号：203125368...