高速铁路钢轨的疲劳寿命研究毕业论文

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1、Y8‘6581申请同济大学工学硕上学位沦文高速铁路钢轨的疲劳寿命研究培养单位：土木工程学院一级学科：土木工程二级学科：结构工程研究生：韦树军指导教师：余绍锋副教授二oo六年三月摘要疲劳问题是结构设计中一个古老而又复杂的问题，本文以我国大力发展高速铁路的现状为背景，针对高速列车下钢轨的疲劳现缘，使用ANSYS9．0大型有限元计算软件对高速列车载荷作用下的钢轨弯曲应力和轮轨接触应力进行有限元计算与分析，并采用断裂力学方法计算了其裂纹扩展寿命，对裂纹扩展的可靠性分析方法进行研究，为正确进行高速列车下钢轨的寿命预测

2、、制定合理的钢轨检修周期提供了依据。本文主要作了以下工作：l、钢轨的有限元计算。根据钢轨的实际尺寸，采用大型有限元分析软件ANSYS建模、加载计算。结果表明．轨头的接触应力较大，是裂纹产生的主要区域。2、估算钢轨疲劳寿命。本文采用日本钢轨焊接部的5w试验曲线，分别编制DFII和ICE3列车组的应力谱，以列车为一个模块计算一辆列车通过时钢轨产生的损伤值，根据Miner组合法则进行钢轨疲劳寿命的估算。3、计算钢轨的剩余寿命。根据金属材料的材料的特点，它在裂纹萌生后不会立即断裂破坏，还会有一段裂纹扩展过程。因此，

3、采用断裂力学方法计算其剩余寿命。4、可靠性分析。采用蒙特卡罗方法对钢轨裂纹扩展寿命进行可靠性分析，计算了对应于不同概率下的裂纹扩展寿命，帮助我们更有效地进行可靠性分析。关键词：钢轨，疲劳裂纹，疲劳寿命，剩余寿命，可靠性AbstractABSTRACTThefatigueisaoldandcomplexprobleminthestructruredesign．OnthebackgroundoftherapiddevelopmentoftheHigh-speedrailwayinourcountly，inthi

4、spaper,thebendingfatiguemadebyhigh-speedtrainhasbeencalculatedundersteadyloadanddynamicloadusingANSYS．ItslifehasbeencalculatedbyFractureMechanicsmethodbasingonstressspectrumgotfromcalculationresults．Itsreliabilityofgrowthlifewasalsoanalyzed．Theresulthelpsu

5、spredictitslifeandprovidethebasisofconstitutingexaminingperiodofthiscomponent．Thecontentsofthispapercanbesummarizedasfollows：l、Finiteelementanslysisi．Themodelofthiscomponenthasbeenconstitutedaccordingtoitsentity,whichisusedinrailwaybyusingANSYS．Fromthecalc

6、ulationresultswecanobtainthattherailheadhashigheststress，whereisthemainregionofthecrack．2、Fatiguelifeestimate．Inthispaper,thislifewascalculatedbyusingtheS-NcarveofjointrailofJapan，stressspectrumofDFI1andICE3locomotive，whichwasbasingtheDamageValuethatwaspro

7、ducedbyonetrainaccordingbyMinerCombinedRule．3、Growthlifecalculation．Accordingtoitsmaterial．thefracturewillnothappenjustaftertheappearanceofitscrackandtherewillbeaperiodoftimebeforeitsfracture．InthispaperitsgrowthlifeiscalculatedbyusingFractureMechanicsmeth

8、od，socanwegetthebasisofconstitutingexamingperiodofthiscomponent．4、Reliabiltyanalysis．ItsreliabilityofgrowthlifewasalsoanalyzedbyusingMentoCarlomethod．Sodifferentgrowthliferelativetodifferentfractureprobabilit