基于临界面法的多轴频域随机振动疲劳研究

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1、国内图书分类号：U271.2密级：公开国际图书分类号：629西南交通大学研究生学位论文基于临界面法的多轴频域随机振动疲劳研究年级2015级姓名周航博申请学位级别工学硕士专业车辆工程指导老师肖守讷研究员二零一八年五月ClassifiedIndex:U271.2U.D.C:629SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisResearchonFrequencyDomainMethodofMultiaxialRandomFatigueBasedOnTheCriticalSurfaceM

2、ethodGrade:2015Candidate:ZhouHangboAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:VehicleEngineeringSupervisor:Prof.XiaoShouneMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着列车运行速度的不断提高，车辆悬挂件受到的多轴随机振动载荷急剧增加，其多轴随机振动疲劳问题日益显现，因此更加准确和高效地预测车辆悬挂件的多轴随机振动疲劳寿命具有重要的理论意义和工程意义。论文主要研究基于临

3、界面上三种应力准则的多轴频域随机振动疲劳分析方法。首先，结合临界面上三种应力准则、最大方差法和频域疲劳寿命计算等理论，使用MATLAB软件编写了基于临界面上三种应力准则的多轴频域随机振动疲劳寿命的计算程序。其次，以悬臂梁作为疲劳强度评定算例，分析其在不同带宽激励下和一阶共振区激励下的多轴加载工况基于临界面上三种应力准则的多轴频域疲劳寿命；发现远离共振区的疲劳激励依然对结构的振动疲劳寿命产生影响；使用基于临界面上最大正应力准则和基于临界面上最大剪应力准则这两种多轴频域法预测悬臂梁疲劳寿命所得结果差别不大，但是使用基于临界面上最

4、大正应力和剪应力准则的多轴频域法预测悬臂梁疲劳寿命所得的结果比上述两种方法得到的结果小；同时预测结构振动疲劳寿命时也需要关注一阶共振区左侧的疲劳激励。然后，将第三章的频域激励通过逆傅里叶变换转换为时间历程，采用比较成熟的基于临界面上McDiarmid应力准则的多轴时域法对第三章基于临界面上三种应力准则的多轴频域法计算结果进行验证；发现在宽带激励下，相比于基于临界面上最大正应力准则和基于临界面上最大剪应力准则的两种多轴频域法，基于临界面上最大正应力和剪应力准则的多轴频域法预测结构寿命更加准确；同时多轴频域法相比多轴时域法可以更

5、快更有效的预测结构的疲劳寿命。最后，采用目前工程上使用的单轴加载损伤累积法和基于临界面上最大正应力和剪应力准则的多轴频域法对辅助安装座进行疲劳寿命预测；结果表明，单轴加载损伤累积法和基于临界面上最大正应力和剪应力准则的多轴频域法这两种方法计算辅助安装座的危险单元都是在螺栓孔处；基于临界面上最大正应力和剪应力准则的多轴频域法计算辅助安装座的疲劳寿命小于单轴加载损伤累积法计算的疲劳寿命。关键词：车辆悬挂件；多轴频域疲劳；临界面法；多轴时域疲劳；辅助安装座西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractWiththecont

6、inuousincreaseoftrainrunningspeed,themulti-axialrandomvibrationloadofvehiclesuspensionpartsincreasesrapidly,anditsmulti-axisrandomvibrationfatigueproblembecomesmoreandmoreobvious.Therefore,itismoreaccurateandefficienttopredictthemulti-axialrandomvibrationfatiguelif

7、eofvehiclesuspensionparts.Importanttheoreticalsignificanceandengineeringsignificance.Thisthesisfocusesonthemulti-axisfrequencydomainrandomvibrationfatigueanalysismethodbasedonthreestresscriteriaatthecriticalsurface.First,combinedwiththethreestresscriteria,themaximu

8、mvariancemethod,andthefrequencydomainfatiguelifecalculationsonthecriticalinterface,theMATLABsoftwareisusedtoprogramamulti-axisfrequencydomainrand