转向架动应力测试数据分析软件设计及应用

论文摘要

随着科技的不断进步,铁路车辆已经成为重要的城际、省际交通之一,它具有容量大、速度快、无拥堵、乘坐舒适、节约能源、比较经济等特点。而随着更多的人们的出行选择铁路,其的平稳性,安全性,车辆转向架的应力,疲劳强度,使用寿命都不得不令我们更加深刻的重视起来。进行转向架动应力试验的主要意义就是对转向架进行疲劳分析,在经过动应力现场跟踪检测后要进行必要的数据处理,要利用所采集的数据进行分析与作图,与相关标准进行比对,判断最大主应力是否超过相应材料运用条件下的许用应力标准,并且判定各个测点的寿命是否为无限。最终判断转向架的寿命。在国内,并没有专门针对于铁路车辆转向架相关数据分析处理的商业软件,而国外的软件中,现有的同类商业软件所提供的数据接口与国内所用动态应变仪所存储的接口或格式不一致,在利用国外相应商业软件进行处理前,还需自行编制前处理程序。且国外相应商业软件大多数都价格昂贵,操作复杂,因此利用自主研制的转向架动应力测试数据分析软件是非常必要的。本文对转向架动应力原理及数据处理软件设计进行了系统全面的阐述,在第一章,介绍了转向架与行车安全的关系,进行转向架动应力试验的意义以及转向架动应力测试数据分析软件设计的意义,以及本文的工作；在第二章,深入的讨论了在转向架动应力测试原理和疲劳强度分析原理,在第三章,对所开发的动应力试验试验的数据处理软件进行了重点功能的介绍,包括其开发环境,功能特点,体系结构以及核心功能的实现方法等等；本文的第四章借助某电力机车有限公司制造的上海地铁明珠线与广州地铁三号线的地铁车辆,实地进行转向架动应力测试,测得地铁车辆转向架的动应力数据,利用自主研发的数据处理软件对试验数据的处理获得最真实的地铁车辆关键部位的最大主应力,二维载荷谱以及Goodman曲线。参照TB2638-2005和TB2360-93所进行的试验结果表明,实测的各个动应力测点的最大主应力均未超过相应材料运用条件下的许用应力标准,根据GOODMAN图评判结果表明,所有测点的疲劳寿命均为无限寿命。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 转向架与行车安全
• 1.2 转向架动应力检测的意义
• 1.3 转向架动应力检测的方法
• 1.4 设计动应力数据分析软件的重要性
• 1.5 论文的主要工作
• 第2章 动应力测试及疲劳强度分析原理
• 2.1 电测法原理
• 2.2 应变片的应力计算
• 2.3 最大主应力的确定
• 2.4 二维载荷（应力）谱与雨流计数法
• 2.5 Goodman曲线
• 2.5.1 Goodman-Smith图的绘制
• 2.5.2 具有指定存活率和置信度的修正Goodman图画法
• 2.5.3 我国铁路常用材料疲劳极限线图采用的形式应注意的问题
• 第3章 动应力数据处理软件
• 3.1 概述
• 3.2 软件开发环境
• 3.3 软件的主要功能特点
• 3.4 软件的体系结构
• 3.5 软件的实现
• 3.5.1 前处理模块
• 3.5.2 雨流计数模块
• 3.5.3 应力谱统计模块
• 3.5.4 数据库应用
• 3.5.5 疲劳分析模块
• 3.6 软件使用说明
• 第4章 上海地铁与广州地铁转向架动应力检测分析案例
• 4.1 系统方案
• 4.2 试验车辆及线路条件
• 4.2.1 上海地铁试验车辆及线路条件
• 4.2.2 广州地铁试验车辆及线路条件
• 4.3 试验标定与执行标准
• 4.3.1 上海地铁试验标定与执行标准
• 4.3.2 广州地铁试验标定与执行标准
• 4.4 动应力测试数据分析结果
• 4.4.1 上海地铁测试结果
• 4.4.2 广州地铁测试结果
• 4.5 动应力测试结论
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文