利用L_(CR)波监测长轨温度应力方法的研究

针对铁路养护中对长轨(CWR)纵向温度应力监测的难题,基于声弹性原理,介绍了一种利用LCR波来实现其自动化检测的超声波无损检测(NDT)系统,并对该系统的超声波探头和声时测量单元的结构及工作原理进行阐述。系统采用软件方式校正和消除温度对实际测量声速的影响,提高了超声检测应力的测量精度,从而达到了铁路监测要求。     

铁路货车制动杠杆的优化与设计

针对某铁路货车制动杠杆的轻量化问题,进行了该模型的受力分析,并在此基础上完成了制动杠杆的变密度法拓扑优化设计。优化之后,从应力、变形、体积等方面与之前做了对比,并根据在工况下的受力进行了疲劳寿命的分析和总结。结果表明,优化之后的制动杠杆较优化之前质量减少了6.166%,应力状况有所改善。     

基于线路实测动应力谱的重载电力机车车体疲劳寿命预测

在考虑影响焊接接头疲劳强度影响因素和小应力对损伤影响的基础上,利用残余应力系数将焊接接头应力比R=0.5的S-N曲线修正为对称循环(即R=-1)下结构的S-N曲线。根据平均应力敏感系数将雨流计数分级的线路实测非对称循环应力谱转化为对称循环下应力谱,基于铁道车辆焊接结构疲劳强度评估原理和Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤准则,提出焊接结构疲劳寿命预测方法,求得变幅应力谱的线性累积损伤和,以及由此导出指定寿命下的等效应力,评估车体结构的疲劳寿命是否满足设计要求。对车体结构典型测点I和测点II的分析结果表明:车体结构的疲劳寿命满足设计要求,同时将线路测试应力谱外推到考虑小应力影响确定的许用损伤和,得出车体结构的最大运营里程数,为达到设计寿命的重载电力机车车体结构进一步延长使用寿命提供了理论依据。     

基于有限体积应变能密度法的钎焊接头疲劳寿命研究

为了评估钎焊接头的疲劳寿命，课题组构建了不锈钢钎焊接头的疲劳寿命模型。首先通过拉伸实验和低周疲劳实验获得不锈钢钎焊接头的基本性能和疲劳数据，再运用基于缺口应力强度因子（notch stress intensity factor，NSIF）的有限体积应变能密度法，结合有限元和理论计算结果，并综合考虑钎焊后的残余应力来评估钎焊接头的疲劳寿命。有限元计算结果表明NSIF能够准确描述焊缝附近的残余应力，并且应变能密度对网格精度敏感性较低。最后将疲劳实验结果与计算得到的应变能密度相结合，搭建出总应变能密度和疲劳寿命关系模型，为不锈钢钎焊接头寿命评估提供了一种简单高效的方法。     

基于两参数威布尔分布的铁路钢筋混凝土梁疲劳抗剪寿命可靠度

采用标准疲劳列车作为疲劳荷载，计算了标准设计的１６ｍ、２０ｍ铁路钢筋混凝土梁在三个不同运量等级线路上的疲劳抗剪寿命；并基于两参数的威布尔分布估计了铁路钢筋混凝土梁疲劳抗剪寿命可靠度。     

基于广义σ-N曲面的涡轮盘疲劳寿命预测

以σ-N曲面为基础,并由应力幅值σa和平均应力σm构建Goodman型和Gerber型广义σ-N曲面方程,对涡轮盘进行疲劳寿命估算。由某型航空发动机涡轮盘算例结果显示,基于Gerber型等寿命曲线的估算寿命比Goodman型更接近于其真实额定寿命,且该方法无需循环应力等效转换,从而提高了疲劳寿命估算的精度。     

基于二维指数条件分布的加速寿命模型

从概率意义上对寿命和应力之间的关系作了探索性研究。为了根据寿命和应力之间的概率相关性建立加速寿命模型,假设在给定应力条件下元件寿命服从指数分布,根据二维指数条件分布的定义和特性推导出一种BEC加速寿命模型。为了检验BEC模型的有效性,利用一组加速寿命试验数据,对BEC模型、Arrhenius模型、逆幂率模型进行了对比分析。结果表明,在加速应力范围,BEC模型能够正确描述寿命与应力之间的关系,与Arrhenius模型、IPL模型具有同等效力;而在正常应力范围,BEC模型的寿命外推精度低于Arrhenius模型和IPL模型。     

基于DSTFT的无缝线路稳定性分析

基于离散短时傅里叶变换(DSTFT)思想提出了一种新的CWR稳定性分析方法,该方法利用DSTFT算法对线路纵向各采样点处测得的应力进行计算,并绘制各采样点处应力的幅度和频率在线路纵向上的三维分布图谱。通过对图谱的研究,建立了CWR稳定性评估条件,实现了对CWR稳定性的定量分析。经过对北京丰台区某CWR的多次试验,结果证明该方法的分析结论准确可靠。     

双应力同步降压与双应力交叉步降压实验的数值模拟与应用

为进一步比较可靠性工程中评估产品寿命的2种常规方法（双应力同步降压加速寿命实验和双应力交叉步降压加速寿命实验）的实验效率，课题组借助计算机仿真，并调用服从Weibull分布的产品寿命的典型算例，比较了2种实验方法的时间消耗和产品失效速率，发现在相同实验条件下双应力同步降压加速寿命实验方法提高的实验效率更显著。课题组在双应力同步降压加速寿命实验失效时间曲线的基础上，利用蒙特卡罗法研究了Weibull分布中形状参数m对不同样本数与不同应力水平下双应力同步降压加速寿命试验的失效时间和效率的影响。结果表明：在相同形状参数下，各应力水平的失效时间曲线的趋势一致；在同一应力水平下，不同形状参数的失效时间曲线稳定相交于各样本容量的63%。这一结论也适用于其他的双应力加速寿命实验。课题组基于双应力同步降压加速寿命实验方法，建立了一种绕线联轴器加速退化模型，并推导出了一种在绕线联轴器正常工作条件下预测产品可靠性寿命的数学模型。解析结果表明该预测模型能够有效预测绕线联轴器的真实寿命。     

欧盟共同政策下瑞典铁路放松管制进程研究

在欧盟铁路改革的整体进程中，瑞典铁路放松管制的政策实施属于略微超前型。瑞典铁路放松管制的政策主要包括“网运纵向分离”和“地方运输机构负责地方铁路运输”，铁路原有的纵向一体化和横向一体化的垄断模式向以分权和竞争为特点的市场机制转变。瑞典铁路放松管制的步骤和经验为我国研究和制定铁路放松管制的政策提供了有益的借鉴。