基于動(dòng)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)落下孔車疲勞壽命預(yù)測(cè)

郭桉揚(yáng)　周偉　廖翔昊

摘 要：基于實(shí)測(cè)的車體裝車靜應(yīng)力和運(yùn)輸動(dòng)應(yīng)力，采用雨流計(jì)數(shù)法編制了基于載荷均幅值的二維八級(jí)載荷譜。根據(jù)Palmgren-Miner 線性累積損傷準(zhǔn)則計(jì)算了運(yùn)行試驗(yàn)工況下各測(cè)點(diǎn)疲勞損傷及疲勞壽命，估算落下孔車服役的里程為8.96E+6公里，不斷服役時(shí)間為19年。

關(guān)鍵詞：落下孔車；分路校準(zhǔn)；疲勞壽命；疲勞影響機(jī)理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.176

0 前言

基于學(xué)術(shù)界對(duì)于落下孔車疲勞特性研究甚少，本文根據(jù)有限元模態(tài)分析和服役期間易產(chǎn)生裂紋區(qū)域指導(dǎo)動(dòng)應(yīng)力實(shí)車試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)，以新型DK29落下孔車為對(duì)象，測(cè)得應(yīng)力時(shí)程曲線，采用Miner線性累積損傷疲勞理論對(duì)車體結(jié)構(gòu)疲勞壽命估算。

1 試驗(yàn)方案

1.1 應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置

選擇落下孔車6個(gè)測(cè)點(diǎn)作為考核點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力時(shí)程數(shù)據(jù)作為樣本。

2 疲勞壽命評(píng)估

2.1 材料疲勞特性

國(guó)際計(jì)算疲勞壽命基本采用50%存活率的中值S-N曲線和95%存活率的S-N曲線，偏于安全考慮，使用95%存活率高強(qiáng)度鋼材試樣S-N曲線進(jìn)行疲勞壽命估算，DK29落下孔車腹板梁主要采用Q460高強(qiáng)度鋼，參考相關(guān)材料國(guó)標(biāo)規(guī)范GB50017-2003[1]；撐桿材料主要20號(hào)結(jié)構(gòu)鋼，參考相關(guān)材料國(guó)標(biāo)規(guī)范GB/T 8162-2008，表1為車體結(jié)構(gòu)考核材料參數(shù)[2]。圖1、2為材料S-N曲線圖。

2.2 Miner線性累積損傷和疲勞壽命估算

各測(cè)點(diǎn)計(jì)算的疲勞壽命如表2。

DK29落下孔車最危險(xiǎn)測(cè)點(diǎn)為16#斜拉桿，疲勞里程為8.69E+6公里，按照貨車重載規(guī)定在重載情況下最高行駛速度為50km/h，假設(shè)落下孔車不斷服役，通過計(jì)算，落下孔車疲勞壽命約為19年。

3 結(jié)論

本文通過對(duì)長(zhǎng)大型貨車，DK29落下孔車從武義-保定站，全程1468.89km動(dòng)應(yīng)力時(shí)程數(shù)據(jù)得出以下結(jié)論：

本文采用了雨流計(jì)數(shù)法，編制了二維載荷譜，根據(jù)Palmgren-Miner線性損傷理論分別對(duì)腹板、肩座及斜拉桿危險(xiǎn)點(diǎn)位置進(jìn)行疲勞壽命評(píng)估，預(yù)測(cè)出落下孔車疲勞壽命約為8.69E+06公里，不間斷服役約為19年。本文僅考慮了應(yīng)力對(duì)于車體結(jié)構(gòu)的影響，具體分析疲勞壽命還應(yīng)結(jié)合車體鋼材的雨水沖刷、砂石磨損、生銹等影響，預(yù)測(cè)壽命方法還有待于更進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]施剛，張建興.高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼材Q460D的疲勞性能試驗(yàn)研究[J].工業(yè)建筑，2014，44（03）：6-10.

[2]鄧彩艷，牛亞如，龔寶明等.承載超聲沖擊下焊接接頭疲勞性能的改善[J].焊接學(xué)報(bào)，2017，38（07）：72-76.