車輛結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及可靠性基礎(chǔ)

目錄
第1章 緒論 1
第2章 鐵路車輛及結(jié)構(gòu)發(fā)展概述 6
2.1 車輛分類及其用途 6
2.1.1 機(jī)車車輛 6
2.1.2 動(dòng)車組車輛 7
2.1.3 城軌車輛 15
2.1.4 磁懸浮列車 20
2.1.5 管道列車 26
2.1.6 鐵路貨車 27
2.2 車輛的技術(shù)參數(shù) 28
2.2.1 車輛性能參數(shù) 28
2.2.2 車輛主要尺寸 30
2.3 鐵路車輛的基本組成 34
2.3.1 車體結(jié)構(gòu) 36
2.3.2 轉(zhuǎn)向架 38
2.3.3 制動(dòng)裝置 51
2.3.4 驅(qū)動(dòng)裝置 52
2.3.5 受電弓 53
2.3.6 車端連接裝置 54
2.3.7 車輛內(nèi)部設(shè)備 56
2.4 本章小結(jié) 58
思考題 58
參考文獻(xiàn) 58
第3章 車輛結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 59
3.1 疲勞概念及評(píng)估方法 59
3.1.1 疲勞機(jī)理與特點(diǎn) 59
3.1.2 斷口形貌及其識(shí)別 62
3.1.3 疲勞損傷評(píng)估方法 64
3.1.4 抗疲勞評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 68
3.2 疲勞強(qiáng)度及預(yù)測(cè)方法 72
3.2.1 材料基本力學(xué)性能 73
3.2.2 疲勞極限的估算方法 74
3.2.3 疲勞壽命的數(shù)學(xué)表達(dá) 76
3.2.4 疲勞數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 78
3.2.5 疲勞壽命評(píng)估方法 81
3.3 疲勞斷裂力學(xué)概述 85
3.3.1 斷裂力學(xué)的發(fā)展 85
3.3.2 裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng) 87
3.3.3 裂紋擴(kuò)展速率模型 90
3.3.4 斷裂力學(xué)參數(shù)的測(cè)試 94
3.3.5 斷裂力學(xué)的解析方法 96
3.3.6 斷裂力學(xué)的數(shù)值解法 101
3.4 疲勞性能的影響因素 104
3.4.1 服役環(huán)境的影響 104
3.4.2 受載工況的影響 109
3.4.3 尺寸效應(yīng)的影響 112
3.4.4 表面工程方法 114
3.5 本章小結(jié) 121
思考題 122
參考文獻(xiàn) 122
第4章 車輛結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 124
4.1 可靠性概論 124
4.1.1 可靠性定義及內(nèi)涵 124
4.1.2 可維修性及失效 126
4.1.3 可靠性的尺度 127
4.2 結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)原理與計(jì)算 140
4.2.1 應(yīng)力-強(qiáng)度分布干涉理論及其表達(dá) 141
4.2.2 應(yīng)力與強(qiáng)度分布的確定 145
4.2.3 基于應(yīng)力和強(qiáng)度分布的可靠度 153
4.2.4 可靠度的計(jì)算方法 157
4.3 機(jī)械疲勞強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì) 160
4.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)處理與計(jì)算 160
4.3.2 無(wú)限壽命可靠性設(shè)計(jì) 165
4.3.3 有限壽命設(shè)計(jì)與預(yù)測(cè) 168
4.3.4 疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的安全系數(shù) 182
4.4 車輛結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)實(shí)例 183
4.4.1 高速受電弓 183
4.4.2 減振器 203
4.4.3 軸箱軸承 210
4.5 本章小結(jié) 218
思考題 218
參考文獻(xiàn) 219
第5章 車輛結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)強(qiáng)度基礎(chǔ) 220
5.1 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)概述 220
5.1.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)介 220
5.1.2 車輛系統(tǒng)坐標(biāo)系 221
5.1.3 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型 223
5.1.4 輪軌接觸幾何關(guān)系 228
5.1.5 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)邊界條件 229
5.2 車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)概述 235
5.3 車輛結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)疲勞簡(jiǎn)介 240
5.3.1 隨機(jī)振動(dòng)基本理論 240
5.3.2 時(shí)域壽命評(píng)估方法 241
5.3.3 頻域壽命評(píng)估方法 243
5.3.4 頻域法模型適用性 251
5.4 本章小結(jié) 254
思考題 254
參考文獻(xiàn) 254
第6章 車輛服役評(píng)估的最新進(jìn)展 256
6.1 時(shí)域階梯疲勞評(píng)估方法 256
6.1.1 階梯疲勞評(píng)估的基本原理 256
6.1.2 材料疲勞極限的準(zhǔn)確預(yù)測(cè) 258
6.1.3 疲勞裂紋擴(kuò)展的新模型 262
6.1.4 材料及結(jié)構(gòu)的疲勞評(píng)定圖 266
6.2 虛擬設(shè)計(jì)與虛擬樣機(jī) 269
6.2.1 虛擬設(shè)計(jì)概念及特征 270
6.2.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)及其構(gòu)建 272
6.2.3 虛擬樣機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及進(jìn)展 274
6.3 多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化 276
6.3.1 多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)現(xiàn)狀 277
6.3.2 多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化特點(diǎn)及步驟 280
6.3.3 鐵路車輛結(jié)構(gòu)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)展 283
6.4 車輛仿真模型的修正技術(shù) 284
6.4.1 線性數(shù)值模型修正及步驟 285
6.4.2 非線性模型修正及步驟 288
6.4.3 仿真模型修正的研究方向 290
6.5 車輛智能運(yùn)維技術(shù) 292
6.5.1 鐵路車輛運(yùn)維技術(shù)要求 292
6.5.2 車輛結(jié)構(gòu)狀態(tài)修基礎(chǔ)條件 296
6.5.3 智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)分析 299
6.6 本章小結(jié) 305
思考題 305
參考文獻(xiàn) 306
第7章 典型車輛結(jié)構(gòu)抗疲勞評(píng)估解析 309
7.1 車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及壽命評(píng)估 309
7.1.1 車體常用材料及性能 309
7.1.2 車體結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度分析 313
7.1.3 車體結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度分析 320
7.1.4 車輛運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo) 328
7.2 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架強(qiáng)度及壽命評(píng)估 329
7.2.1 構(gòu)架材料試驗(yàn)及結(jié)果分析 330
7.2.2 基于Goodman圖的靜強(qiáng)度校核 334
7.2.3 基于Miner線性損傷累積理論的疲勞壽命估算 338
7.2.4 基于損傷容限的剩余壽命預(yù)測(cè) 340
7.3 車軸強(qiáng)度及剩余壽命評(píng)估 344
7.3.1 車軸安全評(píng)定的基本內(nèi)涵 345
7.3.2 車軸缺陷辨識(shí)及規(guī)則化 346
7.3.3 空心車軸的載荷形式 350
7.3.4 車軸疲勞評(píng)估的基本流程 353
7.3.5 含撞擊傷的車軸安全性評(píng)估 357
7.4 制動(dòng)盤熱疲勞壽命評(píng)估 359
7.4.1 制動(dòng)能量的轉(zhuǎn)換方法 360
7.4.2 制動(dòng)過(guò)程的熱力學(xué)方程 362
7.4.3 制動(dòng)盤的溫度場(chǎng)仿真 363
7.4.4 制動(dòng)盤熱疲勞壽命預(yù)測(cè) 365
7.5 車輪輻板強(qiáng)度及壽命評(píng)估 368
7.5.1 車輪材料及評(píng)價(jià)方法 369
7.5.2 輻板材料性能試驗(yàn) 371
7.5.3 輻板強(qiáng)度及壽命評(píng)估 374
7.6 貨車車鉤剩余壽命分析 378
7.6.1 車鉤材料及性能參數(shù) 379
7.6.2 車鉤的斷裂力學(xué)模型 380
7.6.3 剩余強(qiáng)度及壽命預(yù)測(cè) 384
7.7 本章小結(jié) 387
思考題 388
參考文獻(xiàn) 388