摘要：近年来,轨道车辆上因随机振动而引发的疲劳问题备受关注,在车体和转向架上有大量吊挂设备,其安装座或安装支架通常因频率较低,在车辆载荷激励下容易产生共振而导致振动疲劳;因此在车辆设计中需考虑各类吊挂装置的振动疲劳寿命问题。本文基于三区间法和线性累计损伤理论,采用有限元模态分析和谱响应分析方法,提出了预测结构振动疲劳寿命的工程方法。以某地铁转向架天线梁为对象,借助实测载荷谱,分析了天线梁结构母材和焊缝各处的振动应力和疲劳损伤,在此基础上对天线梁结构进行了结构优化。结果表明:天线梁易受前四阶固有频率附近加速度载荷作用发生共振,产生较大应力响应;结构最大疲劳损伤出现在横梁与天线吊座焊接处的焊缝上,损伤值为0.734,小于疲劳极限1,结构疲劳寿命满足设计要求。

摘要：针对轴端发电机安装于转向架车轴端部,承受轮轨冲击大,可靠性要求高等问题,以现有转K6转向架轴端永磁发电机为研究对象,以IEC 61373—2010标准中的加速度谱密度为激励,基于三区间法对电机壳体进行随机振动环境下的疲劳强度分析。为同时满足疲劳寿命和轻量化设计要求,提出发电机壳体结构设计优化方法;对壳体进行有限元参数化建模,通过灵敏度分析确定对壳体质量、应力响应谱密度峰值、1阶模态频率等影响较大的结构尺寸参数;采用拉丁超立方抽样,结合代理模型与多岛遗传优化算法对电机壳体的结构尺寸进行优化分析。仿真结果表明:优化后轴端发电机壳体的质量相比于优化前降低了29.9%,且疲劳寿命、冲击强度均满足标准要求。

摘要：为研究受电弓在冲击振动条件下的结构动力学特性,开展受电弓瞬态冲击强度和随机振动疲劳寿命仿真分析。首先,构建受电弓有限元模型,施加冲击载荷计算瞬态冲击强度,分析不同阻尼比对受电弓冲击强度的影响。其次,施加ASD加速度谱密度谱作为激励,使用名义应力法计算受电弓随机振动疲劳寿命。最后,根据三区间法计算结果对两种方法进行普适性分析。结果表明:受电弓在冲击载荷下的最大应力小于材料屈服强度,并且较低的阻尼比即可满足瞬态冲击强度设计;各部件满足疲劳设计及耐久试验要求,建议使用三区间法-名义应力法的评估流程计算随机振动疲劳寿命。

摘要：IEC 61373标准规定轨道车辆安装设备应当进行模拟长寿命随机振动条件的疲劳评估。为了克服名义应力方法在确定接头疲劳等级时具有较强的人为随意性的缺点,文章首次将主S-N曲线与Steinberg三区间法相结合,对时速350 km标准动车组牵引变流器冷却单元支架结构的关键焊接接头进行了随机振动疲劳数值分析。计算结果表明,冷却单元支架的最大疲劳损伤为0.863,位于立柱与小横梁之间的焊接接头,疲劳强度满足要求。通过分析多条典型焊缝发现,焊缝疲劳损伤主要由单一方向的振动工况主导,并且低频模态的贡献较大。文章提出的评估流程充分利用了上述2种方法的优点,可以对焊接接头进行可靠的疲劳评估,可为结构设计方案的确认提供理论依据。

摘要：某道基填筑工程采用低山岩体爆破堆石体为填料,由于堆石体颗粒岩石种类、风化程度以及岩石本身存在差异等,颗粒个体特征试验成果的离散性大,比重测试值的波动大,数据重现性差。基于先导试验段研究,根据试坑堆石体密实程度质量检测中的全料试验成果,评价了堆石体颗粒个体特征与工程特性,分析了颗粒比重与粒组大小的相关性。得出了堆石体材料级配良好,可压性能良好;基于粗、细料界限粒径合理划分的界限粒径9.5mm的结论,建立了粒组三区间试验分析综合确定堆石体比重代表值的方法。

摘要：民用飞机液压管路系统受到飞机振动环境的影响,可能产生振动引发的管路及安装结构疲劳破坏。为了分析液压管路系统在飞机振动环境下的承受能力,参考RTCA/DO-160G中对于固定翼飞机振动环境的定义及要求,对某民用飞机液压管路进行振动模态和随机振动响应分析。通过有限元分析得出了液压管路及安装结构的随机振动Von Mises均方根应力,采用基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法,计算管路系统的随机振动疲劳损伤,得到了疲劳薄弱部位及疲劳分析结果,为民用飞机液压管路在随机振动环境下的疲劳分析提供参考。

摘要：焊接结构具有连接性良好、重量轻、易于加工等特点,被广泛应用于民用飞机系统管路的连接。但是焊接结构的不连续性容易引起应力集中效应,从而导致焊接部位产生疲劳破坏。以某型飞机焊接管路接头为研究对象,首先介绍了一般管路焊接结构的疲劳破坏区域、破坏模式及焊接焊缝要求,之后采用实体网格单元对焊接接头进行了细节有限元建模,并详细说明了为消除应力集中效应需注意的焊缝、焊趾等的有限元建模要求和网格收敛性要求。本文中振动激励载荷环境选用RTCA/DO160中规定的振动环境曲线,利用Abaqus软件中的PSD分析模块对焊接管路进行了应力响应功率谱密度(PSD)分析,最后选取三区间法疲劳损伤模型和Miner线性疲劳累积损伤理论,给出了焊接结构的疲劳寿命分析结果。

摘要：针对工程实践中机载蒸发循环系统结构的随机振动疲劳寿命难估算的情况,提出了一种基于频率域的PSD与三区间法联合分析结构随机振动疲劳的方法。首先对结构进行模态分析,获取模态频率,然后对结构加载加速度PSD,采用有限元分析软件ANSYS Workbench分别求得1σ,2σ和3σ的应力以及危险的位置,然后利用Steinberg提出的高斯分布和Miner线性疲劳累积损伤定律的进行疲劳分析。该方法思路清晰,计算简单,对机载蒸发循环系统结构设计工程应用具有指导意义。