客车车体底架疲劳裂纹评价.pdfVIP

运用 检修 41 文章编号：1002—7610(2011)06—0041—05 客 车 车 体 底 架 疲 劳 裂 纹 评 价 Hyun：KyuJun，等 (韩) 摘 要 ：建立了客车车体的有限元模型，采用断裂力学，计算出客车底架临界裂纹尺寸和裂纹扩展率。通 过对 比有限元分析和物理加载试验获得的侧梁变形，对其进行了验证。在一定条件下，该裂纹分析过程可适 用于铁道车辆临界裂纹和裂纹扩展速率的评估。 关键词：客车；临界裂纹尺寸；评价；韩国 中图分类号：U270．12 文献标识码 ：B FatigueCrackEvaluation ontheUnderframeofPassengerCarbody Hyun—KyuJun，eta1．(Korea) Abstract：Thefiniteelementmodelofpassengercarbodyissetup．Thecriticalcracksizeandcrackgrowth rateofpassengercarunderframearecalculatedwiththefracturemechanics．Theverificationismadethrough comparisonbetweenthefiniteelementanalysisand thesidesilldeform obtained inthephysicalloading test． Undercertainconditions，thecrackanalysisprocesscan beapplicableto theevaluation ofcriticalcrackand crackgrowthrateforrollingstock． Keywords：passengercar；criticalcracksize；evaluation；Korea 由于客车的使用寿命延长，本研究对其裂纹的 1 概述 安全性进行了评估 。通过在车体重要承载部件 中梁 铁路运营公司重点关注的是能通过现有检测技术 和侧梁的薄弱点模拟虚拟裂纹，计算 了在乘客和车 检测到的裂纹。如果裂纹扩展足够慢 ，那么可 以采取 辆质量作用下的临界裂纹尺寸。临界裂纹尺寸是基 例行检查来防止运行过程中的失效。裂纹检测 的时间 于有 限元分析结果和两种不 同的材料条件决定 的。 取决于可检测到的初始裂纹尺寸和失效破坏的最大裂 裂纹扩展速率是利用客车运行试验测得的载荷谱进 纹尺寸 。因此 ，通过计算裂纹扩展速率和最大失效裂 行计算的。 纹尺寸 ，来制订定期检查 日程表很重要口]。客车的车 2 裂纹扩展模型 体是 由 “[”型钢和钢板焊接而成，包括 中梁、侧梁、横 梁、各种梁件和立柱等。车体结构设计为承受乘客和 成功地运用线弹性断裂力学来模拟疲劳裂纹的扩 自重产生的垂 向载荷 、通过车钩传递的水平载荷和通 展特性 。等幅应力疲劳试验获得的数据允许在变幅载 过转 向架传递的动载荷 。中梁和枕梁连接处、侧梁和 荷下进行裂纹扩展计算 ]。 枕梁连接处是主要的负载点，承受着大部分载荷 。因 一 个典型的裂纹扩展分析包括以下步骤[3]： 为连接处是通过焊接的方式连在一起的，所以它们成 (1)在网格 中插入初始裂纹。如果裂纹位置不确 了潜在的裂纹萌生位置 。应对车体进行保护 ，以防焊 定，那么可采用弹性分析确定最高应力位置 ； 接缺陷和运营过程中重复疲