[发明专利]一种轨道列车转向架疲劳寿命估算方法

权利要求书

1.一种轨道列车转向架疲劳寿命估算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：根据列车的转向架几何尺寸和材料属性，建立转向架构架的有限元分析模型；

S2：对步骤S1中构建的转向架构架的有限元分析模型施加边界条件和外部所需载荷，进行有限元分析与计算；

S3：选择应力监测点进行应力监测，反演监测点与外部载荷数值关系BX＝Y，其中，B为系数矩阵，X为外部载荷列矩阵，Y为应力监测点的值矩阵；

S4：在实际转向架上布置应力监测点并监测应力，获得实际应力监测值，同时结合步骤S3求得的监测点与外部载荷数值关系，计算实际外部载荷；

S5：将步骤S4计算得到的实际外部载荷施加于步骤S1中的有限元模型进行分析，选取应力循环较大的节点进行疲劳寿命估算，从而预测构架剩余寿命，指导列车的实际运行。

2.根据权利要求1所述的一种轨道列车转向架疲劳寿命估算方法，其特征在于，步骤S1中建立转向架构架的有限元分析模型，包括网格、材料及边界条件。

3.根据权利要求1所述的一种轨道列车转向架疲劳寿命估算方法，其特征在于，步骤S2中外部所需载荷包括转向架构架的垂向载荷、横向载荷和纵向载荷。

4.根据权利要求1所述的一种轨道列车转向架疲劳寿命估算方法，其特征在于，步骤S2包括：

对步骤S1中构建的转向架构架的有限元分析模型施加边界条件和外部所需载荷，列出各力分别为x₁,x₂...x_n，将x₁的值设定为10000N，其余x₂...x_n各力设为0，并进行有限元分析与计算。

5.根据权利要求4所述的一种轨道列车转向架疲劳寿命估算方法，其特征在于，步骤S3包括：

S31：选取同施加载荷数量相同的节点作为应力监测点，记录各应力监测点的数值，记作y₁,y₂...y_n，建立应力x₁与y₁,y₂...y_n的方程组，即由此可解出系数的值；

S32：重复步骤S2与步骤S31直到x_n的值设为10000N，并计算出

S33：基于在实际工况下转向架构架在各点的应力等于多个外部载荷分别作用时在该点的应力的线性叠加，从而建立输入与输出的方程组关系，外部载荷作为输入，各应力监测点的值作为输出，记为：简写为BX＝Y。

6.根据权利要求5所述的一种轨道列车转向架疲劳寿命估算方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

S41：在轨道列车转向架构架的有限元分析模型分析时的应力监测点位置贴应变片，建立数据采集模块，将实际轨道列车运行过程中的应力进行采集，记在某时刻τ各点的实际应力为y_1τ,y_2τ...y_nτ，通过步骤33得到的公式计算出该时刻外部载荷为x_1τ,x_2τ...x_nτ；其中，模型的应力监测点和实际应力采集点相同；

S42：按照步骤S41的方法计算出一段时间、里程记作d的其余各时刻的外部载荷。