摘要：随着动车组向更高速度发展,对列车轻量化的需求愈发迫切。在现有的动车组平台中,将没有横梁底架的车体改为底架滑槽吊挂能够显著减轻设备框架的质量和体积,实现列车轻量化目的。然而,滑槽吊挂引起的最为关切的问题是结构的疲劳强度能否满足需求。为了了解结构的疲劳强度性能,基于服役中动车组车下设备振动加速度,结合现有标准体系,采用服役全周期内工况组合和载荷外推方法,采用累积损伤原理和疲劳试验加速法,编制107次循环次数下的等效振动幅值,并开展滑槽结构疲劳强度试验。研究结果表明:与既有标准体系相比,考虑服役环境的车下设备垂向载荷小于标准值,横向和纵向载荷大于标准值;当轻量化高速动车组大质量车下设备采用滑槽吊挂方式时,结构可以满足30年设计寿命要求。

摘要：对MG500/670-BD采煤机进行了扭矩轴设计,通过理论分析确定了扭矩轴的材料、外形尺寸及卸荷槽形式,最终设计了所需扭矩轴。模拟扭矩轴实际应用情况进行了载荷谱加载,结果表明,扭矩轴最小疲劳安全系数为3.43,最小静态安全系数为2.02,满足使用要求。在极限载荷作用下静态安全系数为1.01,为许用静态安全系数的0.84倍,且在U形槽处最大应力超出了材料的剪切应力,出现了破断现象。

摘要：为解决某型车辆在试验过程中出现的车架开裂问题,提出一种基于实测试验载荷谱与数值仿真分析相结合的车架结构优化方法,并在试验中得到应用验证。主要内容包括:建立集六分力传感器、加速度传感器、位移传感器、应变传感器为一体的多通道数据采集系统,获取实际行驶试验底盘载荷谱原始数据,利用零点漂移、去趋势项、去噪等信号处理技术得出载荷谱分析数据,采用定性与定量相结合的方法分析车架结构开裂的故障原因。建立车架有限元仿真模型,基于试验载荷谱分析数据,在不影响整体结构的基础上提出优化方案,计算比较优化前后的车架结构在典型受力工况下的力学特性,保证优化后受力满足要求。利用RPC迭代技术,基于实测载荷谱数据迭代计算得到响应驱动信号,应用于整车道路模拟试验台,开展台架试验,验证车架设计优化的有效性。最后对优化后的车架进行完整的可靠性行驶试验,结果表明:优化后的车架未发生故障且满足可靠性指标。该研究以解决实际问题为出发点,为整车高可靠性设计技术提供了有效、可行的方法。

摘要：为解决盾构主轴承服役载荷无法直接表征、主轴承试验评价缺乏载荷谱的问题,提出一种主轴承复杂工况的载荷表征方法。首先,对带有伸缩摆动机构的主驱动进行受力分析并建立模型,根据主驱动力学模型,选取伸缩摆动式主驱动相关联的伸缩缸压力、位移、电机转矩等22项数据为分析参量,结合平衡方程与掘进过程中各特征数据及驱动姿态位置确定方程未知量;其次,依托大连地铁隧道项目,分析工程地质情况,提取盾构施工特征数据,利用雨流计数、分布估计、载荷外推等统计分析方法,编制主轴承载荷谱;最后,将编制的载荷谱用于主轴承寿命计算验证。研究结果表明,使用此方法能够准确表征某种工程地质工况下主轴承载荷水平,可为后续主轴承设计及试验评价提供载荷依据。

摘要：为提高盾构机主轴承设计寿命的可靠性,需精确计算主轴承载荷谱。在此对主轴承进行受力分析,并推导了其轴向力、径向力、倾覆力矩的计算方法。以某盾构机主轴承为例分析,根据主轴承载荷谱计算其设计寿命为11 188 h,满足设计寿命不低于10 000 h的要求,说明载荷谱计算方法的正确性。

摘要：针对三峡升船机齿轮齿条在全寿命周期内可能面临疲劳失效的问题,基于驱动电动机以及同步轴转矩计算出的齿轮齿条载荷,构建了包含受力齿面、载荷循环次数的齿条载荷谱;结合齿条的S-N曲线、Miner线性累积损伤准则,计算了齿条在设计寿命35年内的损伤度及剩余疲劳寿命。此外,采用累积迭代法计算了齿条的接触、弯曲安全系数,实现了齿条实际载荷与设计载荷下安全系数的相互对比与运行安全性能验证。研究表明,齿条上齿面的啮合次数较多,其概率为73.03%;在设计寿命内,齿条上齿面的接触疲劳总损伤度为1.65×10^(-12),按载荷谱的总循环次数为1.87×10^(17);齿条上齿面的弯曲疲劳总损伤度为8.15×10^(-14),按载荷谱的总循环次数为3.78×10^(18),齿条在设计寿命35年后具有很长的剩余疲劳寿命;齿条的接触安全系数SH=2.958,弯曲安全系数SF=8.106,均大于所选取的较高可靠度下的最小安全系数与设计载荷下的计算安全系数,升船机齿条的安全裕量充足。研究丰富了超大模数齿轮齿条疲劳寿命领域的相关研究,为三峡升船机的运行维护提供了理论基础和数据支撑。

摘要：掘进机主轴承作为掘进机的关键核心部件,对性能和可靠性要求极高。获取准确有效的载荷谱用于主轴承工况试验,是保证主轴承设计满足可靠性要求的前提条件。为解决主轴承载荷谱编制难题,文中根据实际工况下主轴承承载特点,在掘进机中安装监测系统,通过监测与主轴承后端相连伸缩油缸的压力获取主轴承所受轴向力及倾覆力矩,监测电机扭矩获取主轴承所受驱动扭矩,以及将主轴承前端结构件重力的函数值作为主轴承所受径向力。采用雨流计数法对获取的原始载荷-时间历程进行处理,建立载荷幅值、载荷均值的分布函数;然后,通过波动中心法将分级的载荷幅值叠加至载荷均值的加权平均值之上获取八级载荷;最后,通过载荷分布函数获取各级载荷作用次数,实现主轴承轴向力、径向力、倾覆力矩及驱动扭矩八级载荷谱的编制,为主轴承设计开发、工况模拟等工作奠定了坚实基础。

摘要：通过三峡升船机实测运行数据分析,研究了升船机不同运行工况下的齿轮齿条载荷变化规律,并通过数据拟合结果建立齿轮齿条载荷计算模型。利用载荷模型与升船机不同行程内的船厢水深分布规律编制了多工况组合下的齿轮齿条载荷谱,通过齿轮齿条疲劳寿命计算,并结合前期的全尺寸模拟试验结果验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统的服役可靠性。研究表明,三峡升船机齿轮齿条载荷主要由受船厢水深、运行状态控制的确定性载荷与一个服从正态分布的随机载荷偏差构成,通过数据拟合建立了升船机齿轮齿条载荷计算模型;受升船机运行模式与船厢水深变化影响,齿轮齿条上下齿面均会发生受载,且不同区域处齿条受载情况不一致,因此需要分区域编制载荷谱;对于驱动齿轮与中部齿条,载荷主要集中于齿轮下齿面与齿条上齿面,对于顶部和底部齿条,载荷分别集中于齿条的下齿面和上齿面,且其载荷较中部齿条更为显著;对于受载条件最为恶劣的底部齿条上齿面,计算得到滚动接触疲劳损伤损伤度仅达到1.36×10^(5),对应的齿条实际疲劳寿命可达到3.11×10^(11)次行程,远远超出齿条设计寿命;前期完成的全尺寸齿轮齿条模拟试验结果也同样验证了三峡升船机齿轮齿条传动系统在设计寿命周期内不存在疲劳损伤风险。

摘要：针对车辆底盘试验载荷谱编制问题,为将大量无序的数据转化编制成直接应用于工程的分析数据,采集某型车辆可靠性试验载荷谱,研究载荷谱编制方法,开发载荷谱数据库。文章构建了集力、加速度、位移等多种参数的载荷谱采集系统,利用实测数据形成完整的载荷谱数据预处理、编辑、编制流程,为载荷谱编辑提供有效、精简的数据。采用统计计数、工况合成以及外推等编制方法,实现载荷谱编制技术软化。通过以上技术所得出的应力幅值、循环次数、损伤等结果,可直接应用于工程设计和分析,此研究成果可为载荷谱工程应用提供技术支撑。

摘要：针对装载机驱动桥轮边减速器齿轮系统的疲劳问题,开展了其动力学仿真与疲劳寿命评估。首先,基于刚体动力学与刚柔耦合动力学,分析了太阳轮与行星轮接触力的变化情况,并与接触力理论计算值对比,验证了模型的可信性;而后,将太阳轮考虑为柔性体,提取了齿根疲劳危险点的应力时间历程,对应力时间历程进行了峰谷抽取与小波去除,结合Goodman公式修正了平均应力的影响,编制了一维应力谱;最后,依据线性疲劳损伤累积准则对太阳轮齿根的裂纹萌生寿命进行了计算评估,并与实验结果进行了对比。结果表明,基于刚柔耦合动力学模型的太阳轮的裂纹萌生寿命为42709 h,与两次实验结果的相对误差分别为1.5%与3.7%,验证了评估方法的合理性,为齿轮系统的优化与抗疲劳设计提供了参考。