[发明专利]一种受电弓框架疲劳寿命预测方法

说明书

本发明提供一种受电弓框架疲劳寿命预测方法，涉及寿命预测技术领域，以解决现有技术中受电弓框架的使用寿命预测不准确，误差大的技术问题。所述受电弓框架疲劳寿命预测方法包括以下步骤：建立受电弓框架的结构应力模型；根据结构应力模型获得危险点应力时间历程；根据危险点应力时间历程获得危险点等效应力幅值和危险点等效应力幅值的循环次数；根据危险点等效应力幅值和危险点等效应力幅值的循环次数获得受电弓框架的危险点等效应力概率密度函数；根据危险点等效应力概率密度函数和受电弓框架的材料SN曲线，预测受电弓框架的疲劳寿命。

技术领域

本发明涉及寿命预测技术领域，尤其涉及一种受电弓框架疲劳寿命预测方法。

背景技术

受电弓装设在电力机车或电动车辆等轨道车辆上，受电弓是一种从一根或多跟接触线或受电轨上获取电流的电气设备。受电弓一般由弓头、框架和传动装置三个部分组成，其中弓头安装在框架上面，接着框架通过绝缘子固定在车顶上，传动装置通过与框架相连控制受电弓的升弓和降弓过程。

受电弓作为轨道车辆中的重要部件，其使用寿命对轨道车辆的正常工作有重大影响。现有技术中，通常采用程序谱结合SN曲线对受电弓框架的使用寿命进行预测分析。

但是，上述方法预测不准确，误差大。基于此，不仅不能准确的预测受电弓框架的使用寿命，同时还会影响轨道车辆的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种受电弓框架疲劳寿命预测方法，用于准确的预测受电弓框架的使用寿命，提高轨道车辆运行的安全性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种受电弓框架疲劳寿命预测方法。该受电弓框架疲劳寿命预测方法包括以下步骤：

建立受电弓框架的结构应力模型；

根据结构应力模型获得危险点应力时间历程；

根据危险点应力时间历程获得危险点等效应力幅值和危险点等效应力幅值的循环次数；

根据危险点等效应力幅值和危险点等效应力幅值的循环次数获得受电弓框架的危险点等效应力概率密度函数；

根据危险点等效应力概率密度函数和受电弓框架的材料SN曲线，预测受电弓框架的疲劳寿命。

与现有技术相比，本发明提供的受电弓框架疲劳寿命预测方法中，利用上述危险点等效应力概率密度函数获得的是连续谱，即利用上述步骤可以获得用于预测受电弓框架的疲劳寿命的连续谱。相比于现有技术中利用的程序块谱，连续谱可以更加准全面的反应受电弓框架危险点等效应力等信息。此时，利用上述连续谱和受电弓框架的材料SN曲线预测出的受电弓框架的疲劳寿命相比于现有技术更加准确。进一步地，还可以准确的预测应用受电弓的轨道车辆安全运行的时间，以便于及时维修更换受电弓，进而提高轨道车辆运行的安全性。

在一种实现方式中，上述结构应力模型的影响因素包括受电弓框架所受的结构力和气动载荷，气动载荷为正风载荷和横风载荷的合力。结构应力模型包括正风模型和横风模型。

采用上述技术方案的情况下，在实际应用过程中，影响受电弓框架受力变化的因素有很多。例如，受电弓所受的结构力和气动载荷均会对受电弓框架的受力造成影响。本发明综合考虑结构力和气动载荷对受电弓的受力影响，多维度的分析受电弓的受力变化，可以更加准确的模拟分析受电弓框架实际应用时的受力变化，进而更加准确的预测受电弓框架的疲劳寿命。

在一种实现方式中，上述结构应力模型满足以下方程：

[σ]＝[D][B][y]；