高速轮轴载荷谱的试验研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文高速轮轴载荷谱的试验研究作者姓名王立飞学科专业车辆工程指导教师刘志明教授培养院系机械与电子控制工程学院二零一五年三月硕士学位论文高速轮轴载荷谱的试验研宄作者：王立飞导师：刘志明北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校

2、用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名导师签名：签字曰期：卞⋯年月曰签字日期：年？月日学校代码：密级：公开北京交通大学硕士学位论文高速轮轴载荷谱的试验研宄作者姓名：王立飞学号：导师姓名：刘志明职称：教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：车辆工程研宄方向：结构强度北京交通大学年月致谢本论文的工作是在我的导师刘志明教授的悉心指导下完成的，刘志明教授广博的学识、严谨的治学态度和科学的工作方法，对我做人、做事、做学问都产生了积极影响，给了我极大的帮助和影响，将使本人受益终生。在此衷心感谢两年半

3、来刘志明老师对我的关心和指导。在论文的完成过程中，得到了金新灿教授的悉心指导，在模型的建立与有限元分析、数据实呩测试以及数据处理等方面给予了莫大的帮助，在此，对金老师的耐心指导表示衷心的感谢。李强教授、任尊松教授、王文静教授以及杨广雪老师对我的科研工作和论文等方面都提出了许多宝贵的意见和建议。在此向老师们表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间，马巧芙、赵一娇等同学对我论文中的有限元计算方面的工作给予了热情的帮助，惠小龙同学对我论文中的频谱方面的分析给予了帮助，在此向他们表达我的感谢之情，同时感谢那些曾帮助过我的同学。最后，也感谢多年

4、来支持、关心我的家人和朋友们一直以来的关心和支持是我不断进步的动力，当我在学业和生活上遇到困境时，是他们与我共患难，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要中文摘要摘要：轮轴是高速动车组安全运行的关键部件之一，随着高速列车运行速度的提高，对轮轴疲劳问题也提出了更加严格的要求，轮轴载荷谱的编制及其分布特征的确定是对轮轴进行疲劳评价和可靠性设计的重要依据。因此，本文以更高速度试验列车动车测力轮对为对象，以试验和仿真相结合的方式，对轮轴载荷谱进行研宄。本文对如下几个方面的内容进行了研宄：制作测力轮对并进行静态标定试验，通过数据

5、处理获取垂向和横向载荷传递系数及其相互影响系数，同时考虑到两种载荷间的耦合，推导出载荷修正公式，并通过实测数据对该式的正确性进行了验证’。建立测力轮对的有限元模型，通过仿真的方法获得载荷传递系数，与标定试验的传递系数对比，验证了仿真获取载荷传递系数的可行性。根据标准，确定各工况下车轮所受载荷的大小和作用位置，评价了测力车轮的静强度和疲劳强度。结果表明，测力车轮的强度满足使用要求。通过谐波分析的方法，对实测数据的频谱进行分析。根据线路特点，确定直线、曲线和道岔等典型工况，编制了各典型工况下的载荷谱和应力谱，并分析了速度、导向轴和非导向轴以

6、及线路对载荷谱和应力谱特性的影响。基于车轴关键部位的应力时间历程数据，分析车轴作为导向轴和非导向轴时对损伤的影响，最后根据线性累积损伤理论对车轴进行疲劳强度评估。结果表明，车轴满足万公里的运营要求。针对编制出的载荷谱，对其分布进行拟合，利用拟牛顿法对分布参数进行优化求解，结果表明，横向载荷服从截尾正态分布，垂向载荷服从正态分布。关键词：标定系数；载荷谱；有限元；疲劳评估；分布拟合ABSTRACTABSTRACTABSTRACT:Wheelandaxleisoneofthekeycomponentstoinsuretheoperation

7、safetyofhighspeedtrain.A^ththespeedofthehighspeedtrainimproved,thefatigueofwheelandaxleisproposedmoreStrictrequirements.Loadspectrumofwheel-axleanditsdistributionisimportantfoundationoffatigueevaluationandreliabilitydesignofwheels.Therefore,basedontheinstrumentedwheelset

8、ofthehigher-speedexperimentaltrain,combiningwithsimulation,loadspectrumofwheelandaxlewasstudiedinthispa