[发明专利]一种高铁齿轮箱体结构寿命的预测方法及装置

说明书

本发明提供一种高铁齿轮箱体结构寿命的预测方法及装置，能够实现对高铁齿轮箱体结构的寿命预测。所述方法包括：建立齿轮箱体材料的SN曲线模型；根据建立的齿轮箱体材料的SN曲线模型及对齿轮箱体结构进行随机振动分析所得到的齿轮箱体等效应力，确定齿轮箱体结构在不同等效应力条件下的许可循环次数；根据确定的齿轮箱体结构在不同等效应力条件下的许可循环次数，利用三区间法和线性累积损伤法则，预测齿轮箱体结构的疲劳寿命。本发明涉及疲劳强度领域。

技术领域

本发明涉及疲劳强度领域，特别是指一种高铁齿轮箱体结构寿命的预测方法及装置。

背景技术

疲劳破坏现象往往会给人们带来灾难性的后果，因此对结构进行疲劳分析具有重要意义。据统计，机械设备或者结构的破坏有50％一90％与疲劳有关。在高速铁路蓬勃发展的今天，为使高铁运行更加安全，不得不去关注高铁的使用质量，这就使得对车体的疲劳寿命研究显得尤为重要。

在高速列车服役的过程中，齿轮箱体是高速列车的关键部件，在高速列车运行时受到各种各样的载荷，这些载荷使齿轮箱体容易受到疲劳损伤而失效。齿轮箱体一旦发生故障，将会对整个机械设备的可靠运行造成最直接的影响。就高速铁路来说，若在行驶的过程中高铁齿轮箱体发生了故障，将对车内人员的生命安全造成极大的威胁。开展高铁齿轮箱体服役安全研究，杜绝或减少脱轨事件的发生，是我国高速铁路健康、快速发展的关键，也是实现可持续发展的关键。

如果按照传统的寿命试验技术进行评估，则往往难于在可行的时间内完成。像车体随路面颠簸的这种振动，要造成疲劳破坏往往需要较长时间。从试验的经济性和试验周期的可行性考虑，无法直接从车体的原始振动去研究它的疲劳寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高铁齿轮箱体结构寿命的预测方法及装置，以解决现有技术所存在的难于在可行的时间内完成疲劳寿命的预测的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种高铁齿轮箱体结构寿命的预测方法，包括：

建立齿轮箱体材料的SN曲线模型，其中，N表示齿轮箱体结构的许可循环次数，S表示等效应力；

根据建立的齿轮箱体材料的SN曲线模型及对齿轮箱体结构进行随机振动分析所得到的齿轮箱体等效应力，确定齿轮箱体结构在不同等效应力条件下的许可循环次数；

根据确定的齿轮箱体结构在不同等效应力条件下的许可循环次数，利用三区间法和线性累积损伤法则，预测齿轮箱体结构的疲劳寿命。

进一步地，建立的齿轮箱体材料的SN曲线模型表示为：

LgN＝17.76904-5.58984LgS

其中，Lg表示以10为底的对数，N表示齿轮箱体结构的许可循环次数，S表示等效应力。

进一步地，所述根据确定的齿轮箱体结构在不同等效应力条件下的许可循环次数，利用三区间法和线性累积损伤法则，预测齿轮箱体结构的疲劳寿命包括：

利用三区间法和线性累积损伤法则，通过齿轮箱体结构疲劳损伤公式，预测齿轮箱体结构的疲劳寿命，其中，所述齿轮箱体结构疲劳损伤公式表示为：