基于损伤容限的动车组车轴实测载荷谱等效应力评价.pdf

第 51 卷第 8 期 机 械 工 程 学 报 Vol.51 No.8 2015 年 4 月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Apr. 2015 DOI ：10.3901/JME.2015.08.131 基于损伤容限的动车组车轴实测载荷谱 * 等效应力评价 1 2, 3 3 1 周素霞 李福胜 谢基龙 姚圣卓 (1. 北京建筑大学机电与车辆工程学院 北京 100044 ； 2. 郑州铁路职业技术学院机车车辆学院 郑州 450052 ； 3. 北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044) 摘要：对高速列车进行线路实测，获得既有线和京津城际铁路上的时域载荷，通过雨流计数法车轴的弯曲应力谱子样。通过 对车轴存在缺陷时的等效应力研究表明，对于同样的运行条件和应力谱，车轴表面是否存在缺陷时的等效应力不同。在不同 的列车速度下，负载时车轴表面的动应力都大于空载情况。而在同样的线路条件下，速度对等效应力的影响不大。等效应力 幅在不同的线路差别稍大，既有线等效应力幅比京津城际铁路上的值要高。计算得到车轴表面不同缺陷对应的 S-N 曲线参数 和相应的疲劳极限，结果表明，光滑车轴的等效应力比车轴材料的疲劳极限低很多。当车轴表面有缺陷时，其等效应力大于 等于疲劳极限。因此，有必要考虑外部运行环境和车轴表面状况，从而对车轴进行损伤容限设计。 关键词：损伤容限；车轴；载荷谱；等效应力 中图分类号：U270 Equivalent Stress Evaluation of the Load Spectrum Measured on the EMU Axle Based on Damage Tolerance 1 2, 3 3 1 ZHOU Suxia LI Fusheng XIE Jilong YAO Shengzhuo (1. School of Mechanical-Electronic and Automobile Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044; 2. Locomotive Vehicle Department, Zhengzhou Railway Vocational Technical College, Zhengzhou 450052; 3. School of Mechanical, Electronic and control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044)