钢制车体疲劳强度校核方法
结构疲劳试验(终)课件
试验结束
当试样发生断裂或达到预 定的试验次数时，结束试
验。
疲劳试验的设备
疲劳试验机
用于施加循环应力和应变的主要设备，可分 为旋转弯曲疲劳试验机和振动疲劳试验机等。
试验夹具
用于监测试样在试验过程中的各种参数，如 应力、应变等。
传感器和测量仪器
用于安装和固定试样的辅助设备，需根据试 样形状和尺寸进行定制。
加载系统
将试样安装在试验机上， 并调整加载系统，确保试 样受到所需的应力或应变。
疲劳损伤监测
在试验过程中，通过各种 方法监测试样的疲劳损伤， 如裂纹扩展、应力分布等。
01
02
03
04
05
试样准备
根据试验要求，选择合适 的试样，并进行必要的处 理，如表面处理、安装等。
循环加载
对试样施加循环应力或应 变，使试样在交变载荷下
非线性疲劳寿命预测模型
考虑到结构在循环加载过程中的非线 性行为，如塑性变形和应变硬化，采 用非线性累积损伤理论进行寿命预测。
疲劳寿命的影响因素
01
载荷条件
包括最大载荷、最小载荷、应 力幅、平均应力等，对疲劳寿 命有显著影响。
02
材料性能
材料的强度、韧性、硬度等性 能参数对疲劳寿命具有重要影 响。
03
环境疲劳试验
在模拟实际使用环境条件下，测 试材料或结构的疲劳性能，包括 温度、湿度、腐蚀等环境因素。
01
高周疲劳试验
适用于测试低应力水平下材料的 疲劳性能，通常测试频率较低。
02
03
断裂力学试验
通过测试材料的韧性、强度和断 裂韧性等参数，评估材料的疲劳 性能。
04
02
结构疲劳试验方法
高强度螺栓疲劳校核
16、轮盘连接高强度螺栓疲劳强度校核说明：轮盘在设备的设计使用寿命期限内，始终处于受压状态，其三根弦杆承受压力作用，轮盘的整体弯矩由内、外弦杆的压力调幅来平衡，弦杆法兰连接的高强度螺栓承受的、由单独弦杆的弯矩引起的交变力很小。
由于法兰结合面的载荷全部为压力载荷，故螺栓的工作应力都小于其预紧力，故螺栓的拉力载荷总在预紧力一下某一范围波动。
对螺栓而言，保证法兰结合面不松开，其压力载荷越大，螺栓残余预紧力就越小，螺栓的拉力就越小。
本文的计算模型转变为较小圆角过度的阶梯轴拉伸（如图一），校核过渡截面的疲劳应力。
观览车的运行速度很慢，每周循环的时间为20分钟，考虑50年的使用寿命期，每年300天，每天工作8小时，共运行300000次循环，选小于结构钢S-N曲线的转折点的循环次数，且本文的计算载荷为正常满载+15m/s风载的载荷情况，故计算结果有一定的保守性。
疲劳设计方法是一门以试验为基础的设计方法，本计算选取的疲劳性能数据选自国内公开的《机械设计手册》数据。
图一：计算模型附：螺栓无限寿命校核说明书一、螺栓参数和预紧力：螺栓直径：M30x160 性能等级：10.9级 过渡圆角：r=0.5mm螺栓材料的破断强度：1000MPa 螺栓副连接的相对刚度：mb b C C C +=0.25 选用的单个螺栓预紧力矩：Nm T 1600= 则预紧力：kN N d T Q p 2671067.2030.02.016002.05=⨯=⨯== 二、螺栓组载荷：主管法兰圆周应力分布及载荷谱：530*30螺栓组主管件轴力，六点方位N=-4729kN ，七点半N=-4487kN ，九点N=-3785kN ，十点半N=-3181kN ，十一点N=-2961kN ，十二点N=-2300kN ，一点N=-2960kN ，一点半N=-3253kN ，三点N=-3891kN ，四点半N=-4552kN 。
最大压力：kN F a 4729-=换算到单个螺栓的最大压力载荷：kN F F a 39412/472912/-=-== 螺栓最小拉力：kN F F C C C Q Q mb b p 1680.25267min =+=++= 最小压力：kN F a 2300-=换算到单个螺栓的最小压力载荷：kN F F a 19112/230012/-=-== 螺栓最大拉力：kN F F C C C Q Q m b b p 2190.25267max =+=++= 螺栓最小拉应力：MPa d Q 23842minmin ==πσ 螺栓最大拉应力：MPa d Q 31042maxmax ==πσ平均应力：MPa m 2742/)(min max =+=σσσ应力幅： M P a a 362/)(min max =-=σσσ457*30螺栓组主管件轴力主管件轴力，六点方位N=-2733kN ，七点半N=-2603kN ，九点N=-2275kN ，十点半N=-1969kN ，十一点N=-2058kN ，十二点N=-1770kN ，一点N=-2111kN ，一点半N=-1960kN ，三点N=-2264kN ，四点半N=-2568kN 。
地铁车辆车体静强度试验研究
地铁车辆车体静强度试验研究郭新（中车南京浦镇车辆有限公司，江苏南京 210031）摘要：车体是连接地铁车辆各设备的主要承载部件，车体的强度直接影响地铁运营、维修时的安全性。
本文比较分析了国内外主要车体静强度相关标准的载荷差异，介绍了各个标准的特点及应用范围，详细阐述了标准中各类工况的实际意义以及评价方法。
以某A型地铁车体为例，设立了典型的静强度试验工况，设计了该试验所需的试验工装，介绍了各工况的试验方法。
除利用率最大测点外，应重点关注运营工况下的车体结构薄弱部位。
某A型地铁车体的试验结果表明：该车体运营工况下的利用率约为0.6，车体薄弱部位位于门角和窗角，运营过程中应重点关注该部位的状态。
关键词：地铁车体；静强度；试验方法中图分类号：U271.91 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2021.10.007 文章编号：1006-0316 (2021) 10-0046-07Research on Static Strength Test of Metro CarbodyGUO Xin( CRRC Nanjing Puzhen Co., Ltd., Nanjing 210031, China )Abstract：The carbody is the main bearing component connecting the equipments of metro vehicles, and the strength of the carbody directly affects the safety of metro operation and maintenance. This paper compares and analyzes the load difference of the main static strength standards at home and abroad, introduces the characteristics and application scope of each standard, and elaborates the practical significance and evaluation methods of various load cases in the standard. Taking an A-type metro carbody as an example, the typical static strength test conditions are set up, the test equipment required for the test is designed, and the test method for each case is introduced. In addition to the measured point with the maximum utilization rate, the weak parts of the vehicle body under operating conditions should be paid attention to. The test results show that the utilization rate of the car body is about 0.6 under operating conditions. The weak parts of the car body are located at the door corners and window corners, and the state of these parts should be paid attention to during operation.Key words：metro carbody；static strength；test methods近年来，各大城市都出现了交通拥堵的现象。
EN 12663-2000 铁路应用 铁路车身的结构要求
英国标准BS EN12663∶2000 铁路应用—铁路车辆车体的结构强度要求本欧洲标准EN12663∶2000具有英国标准的资格ICS 45.060.01除版权法允许外，未经英国标准协会许可，禁止复制英国标准学会国家标准序言本英国标准是EN12663∶2000的标准英语言版本。
联合王国委托负责下列事务的RAE/L、铁路应用技术委员会参与本标准的制订：—帮助查询者理解文本；—向欧洲责任委员会提出解释或更改建议的任何询问，并随时向联合王国行业报告情况；—探索相关的国际和欧洲新情况，并在联合王国内传播。
向委员会秘书函索，能得到本委员会提供的组织名单。
英国委员会的成员已经表示术语“操作者”的意义如欧洲标准里使用的一样，可以要求在联合王国范围内说明。
在联合王国，通常是基础结构控制者订立操作者遵守的技术标准（下列工业咨询）。
互见条目涉及本文件的补充国际或欧洲出版物的英国标准，可以在英国标准学会标准目录的题为“国际标准对应索引”节里找到，或通过英国标准学会标准电子目录的“查找”工具找到。
英国标准不包括合同的所有必要条款。
英国标准的用户对标准的正确使用负责。
遵守英国标准，并非豁免法律责任。
页码总表本文件包括封面、内封、EN 标题页、2到20页、内封底和封底。
本文件里显示的英国标准学会版权通知表明文件最后发行的时间。
本英国标准在工程部委员会的指导下制订，经标准委员会许可出版，并于2000年9月15日生效出版后发行的修正案EN 12663欧洲标准2000.07ICS 45.060.01英语版铁路应用—铁路车辆车体的结构强度要求本欧洲标准于2000年1月14日经欧洲标准化委员会批准通过。
欧洲标准化委员会成员必需遵守欧洲标准化委员会/欧洲电气标准化组织内部规程。
内部规程规定：本欧洲标准不作任何改动，具有国家标准的资格。
与国家标准有关的最新书目和书目参考，可向中心秘书处或任何欧洲标准化委员会成员索取。
本欧洲标准以三种正式译本（英语、法语、德语）出现。
桥式起重机箱形主梁疲劳强度验算
桥式起重机箱形主梁疲劳强度验算摘要：正轨箱形梁是起重机广泛采用的主梁形式，工作级别为A5级以上的起重机主梁应进行疲劳强度计算。
本文以《起重机设计规范》[1]为准则，以（7.5+7.5）t A6级起重机为例，介绍正轨箱形梁疲劳强度计算方法和步骤，设计及选材。
关键词：箱形主梁载荷疲劳强度概述由我冶建公司承接制作的用于三钢集团高线厂发货料场的（7.5+7.5）t、22.5m 工作级别为A6双梁电磁桥式起重机。
由于行车使用作业环境差，工人操作习惯、熟练程度等不同对行车主梁及整体结构会产生一定影响。
因其工作级别高，起吊频繁、连续作业，特别是对行车桥架的疲劳强度要求较高。
按《起重机设计规范》（GB/T3811-2008）要求[1]，为满足生产需求，确保产品质量，在设计、选材、制作基础上对桥架即正轨箱形梁的疲劳强度进行复核计算。
1.主要参数和计算简图1.1主要参数：起重量Q=7.5+7.5=15000kgf 跨度L=22.5m 工作级别A6 材料Q235B∨大=90.78m/min ∨小=38.9m/min ∨主升=12.35m/min 小车轨距Lxc=5500mm 小车轮距b=1800mm ；1.2主梁中间截面尺寸：主梁高度H=1782mm 腹板高度h=1750mm 上下盖板宽度B=660mm 上下盖板厚度δ1=16 δ2=16mm 腹板厚度δ=8mm 主梁两腹板内壁间距离b=596mm 。
1.3主梁的计算简图和截面尺寸为下图1 、图2所示1.5计算载荷的确定按《起重机课程设计》[2]表7-5中第Ⅰ种载荷组合情况验算大车运行机构的设计重量G1和作用位置L1 G1≈2.054tf L1≈1.5m司机室的重量G0≈1000kg 其重心距支点的距离L0≈2.8m 小车重量G小=9000 kgf主梁总的计算均布载荷q 半个桥架（不包括端梁）的自重Gq/2=14.204tf，主梁由于桥架自重引起的均布载荷ql= = =0.631tf/m大车运行机构采用分别驱动，主梁所受的全部均布载荷q?就是桥架自重引起的均布载荷ql，即q?=ql=0.631tf/m主梁总的计算均布载荷q=kⅠq? 由[1]中表2-6查得式中kⅠ= （1+kⅡ）/2 k ⅠkⅡ为冲击系数，kⅡ=1.1 则kⅠ= （1+kⅡ）/2=（1+1.1）/2=1.05q= kⅠq?=1.05×0.631=0.663tf/m=6.63N/mm2.计算截面和计算点根据理论分析和设计计算实践，桥式起重机箱形主梁，只需验算跨中和1/4跨度处两个截面。
曲柄轴的强度设计、疲劳强度校核及刚度计算
材料力学课程设计设计计算说明书设计题目：曲柄轴的强度设计、疲劳强度校核及刚度计算序号: 160题号: 10 - 16教学号:专业: 土木工程（路桥）姓名：指导教师：目录一、材料力学课程设计的目的—————————2二、材料力学课程设计的任务和要求——————3三、设计计算说明书的要求——————————3四、分析讨论及说明部分的要求————————4五、程序计算部分的要求———————————4六、设计题目————————————————5七、设计内容————————————————6 （一）画出曲柄轴的内力图------------------ 7 （二）设计曲柄颈直径d，主轴颈直径D------- 9 （三）校核曲柄臂的强度--------------------10 （四）校核主轴颈的疲劳强度--------------- 14 （五）用能量法计算A截面的转角----------- 15 （六）计算机程序------------------------- 17八、设计体会——————————————----21九、参考文献——————————————----21一、课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。
同时，可以使我们将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。
既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题，解决问题的能力；既能对以前所学的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机和材料力学等）的综合应用，又为后继课程（机械设计、专业课等）得学习打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。
1、使所学的材料力学知识系统化，完整化。
2、在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。
200kmh及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定
3 引用标准 .................................................................... 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。
4 基本原则 .................................................................... 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。
5 车辆基本作用载 荷 ...................................................... 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。
6 车体 ........................................................................... 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。
14 高速车辆所用 材料的许用 应力 .................................... 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。
15 试验报告 ............................................................. 错 误 ！ 未 定 义 书 签 。
2 名词与术语 2.1 铁 道 车 辆 在准轨铁道上运行的车辆。包括动车和拖车。 2.2 动车 带有牵引动力轴的车辆。如动力集中方式的机车（动力车）、动力分散方式的动力 车。 2.3 拖车 不带牵引动力轴的车辆，即非动力车辆。 2.4 头车 位于列车运行最前方的车辆。 2.5 尾车 位于列车运行最后方的车辆。
附 录 A 疲 劳 极 限 线 图 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 27
附 录 B 参 考 文 献 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 客 列 车 速 度 不 断 提 高 ，200km/h及 以 上 速 度 级 的 旅 客 列 车 逐 步 发 展起来。为 规范200km/h及以上 速度级铁 道车辆的 设计、试 制和试验 ，特制定 本 暂行规定。
齿根弯曲疲劳强度校核
齿根弯曲疲劳强度校核1. 引言在机械工程中，齿轮是一种常用的传动装置，广泛应用于各种机械设备中。
然而，齿轮在工作过程中会受到各种力和负荷的作用，从而容易发生疲劳破坏。
齿根弯曲疲劳强度校核是评估齿轮承受疲劳载荷能力的重要方法之一。
本文将对齿根弯曲疲劳强度校核进行全面、详细、完整且深入地探讨。
2. 齿根弯曲疲劳强度校核的背景齿根弯曲疲劳强度校核是指根据齿根弯曲疲劳理论和相关标准，对齿轮齿根处的弯曲疲劳强度进行计算和校核的过程。
齿根弯曲疲劳是指齿轮齿根处由于反复加载而引起的弯曲破坏。
齿根处的弯曲疲劳强度直接影响着齿轮的使用寿命和可靠性。
3. 齿根弯曲疲劳强度校核的基本原理齿根弯曲疲劳强度校核的基本原理是基于材料的疲劳强度和应力集中因子进行计算。
首先，根据齿轮的几何参数和工作条件，计算齿根处的最大应力。
然后，根据材料的疲劳强度和应力集中因子，计算齿根处的弯曲疲劳强度。
最后，比较计算得到的齿根弯曲疲劳强度与标准要求，判断齿轮的可靠性。
4. 齿根弯曲疲劳强度校核的计算方法齿根弯曲疲劳强度的计算方法有多种，常用的有基于应力分析的方法和基于应变分析的方法。
其中，基于应力分析的方法主要计算齿根处的最大应力，并考虑应力集中因子的影响；基于应变分析的方法则通过计算齿根处的应变来估计疲劳强度。
不同的计算方法适用于不同的齿轮类型和工作条件。
4.1 基于应力分析的计算方法基于应力分析的计算方法主要包括静态强度分析和疲劳强度分析两个步骤。
静态强度分析主要是计算齿根处的最大应力，考虑到齿根半径、载荷、几何参数等因素。
疲劳强度分析则是根据应力集中因子和材料的疲劳强度指数，计算齿根处的疲劳强度。
最终，通过比较计算得到的疲劳强度和标准要求，进行可靠性评估。
4.2 基于应变分析的计算方法基于应变分析的计算方法主要考虑齿根处的应变分布和疲劳强度。
通过应变分析，可以确定齿根处的应变集中情况。
然后，根据已知材料的疲劳强度曲线，结合应变集中系数，计算齿根处的疲劳强度。