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典型工况下动车组设备舱气动载荷与损伤规律

张一喆 李强 何德华

张一喆, 李强, 何德华. 典型工况下动车组设备舱气动载荷与损伤规律[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(6): 942-946. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190062
引用本文: 张一喆, 李强, 何德华. 典型工况下动车组设备舱气动载荷与损伤规律[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(6): 942-946. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190062
Yizhe Zhang, Qiang Li, Dehua He. Aerodynamic Load and Fatigue Damage Law of EMU Equipment Cabin under Typical Working Conditions[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(6): 942-946. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190062
Citation: Yizhe Zhang, Qiang Li, Dehua He. Aerodynamic Load and Fatigue Damage Law of EMU Equipment Cabin under Typical Working Conditions[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(6): 942-946. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190062

典型工况下动车组设备舱气动载荷与损伤规律

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190062
基金项目: 

车体、设备舱及转向架疲劳可靠性研究项目 2016YFB1200505-011

国家重点研发计划课题项目 2016YFB1200403

详细信息
    作者简介:

    张一喆(1987-), 博士研究生, 研究方向为动车组结构可靠性, 11116341@bjtu.edu.cn

    通讯作者:

    李强, 教授, 博士生导师, qli@bjtu.edu.cn

  • 中图分类号: U270.1

Aerodynamic Load and Fatigue Damage Law of EMU Equipment Cabin under Typical Working Conditions

  • 摘要: 京广高铁武广段运用的CRH-3C型高速动车组设备舱内支架、裙板吊挂等焊缝位置以及其它应力集中点常有疲劳裂纹出现,而该现象在京津城际上运用的同型号动车组中却比较罕见。针对这种现象,考虑是武广段大量的隧道群所致。为了对此进行验证,在某动车组设备舱内裙、底板布置了大量气压和应变传感器,在沪昆高铁南昌西-宜春段进行了不同速度下大量的隧道通过、交会等典型工况测试,获得了丰富的气动载荷和动应力数据。以此试验为基础,对若干工况下,关键位置气动载荷和动应力的变化规律进行研究发现,伴随气压幅值突变,大多位置应力水平均有提高,裙板中央以及靠近车头的前部底板等处尤为明显。上述结论对武广段的CRH-3C型动车组设备舱疲劳破坏现象给出了合理解释,并对今后基于不同线路特点,有针对性的动车组型号选择和设备舱结构的优化设计提供了建议。
  • 图  1  断裂的裙板吊卡和裂纹支架

    图  2  设备舱气压-应力试验测点图

    图  3  明线行驶测点2、4气压-时间历程

    图  4  首尾不同测点8气压-时间历程

    图  5  进入隧道测点1、7气压-时间历程

    图  6  隧道内交会测点5、6气压-时间历程

    图  7  不同位置测点的压力-等效应力关系

    表  1  部分设备舱构件裂纹数目统计

    名称 裙板 支架 裙板吊卡 合计
    京津线 96 31 12 139
    武广线 438 175 141 754
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    表  2  典型工况下应力测点等效应力幅

    MPa
    测点 明线运行 明线交会 进入隧道 隧内交会
    9 48.44 67.54 98.30 106.29
    10 37.07 42.39 74.25 53.87
    11 19.81 20.37 28.46 33.53
    12 62.06 69.98 131.15 101.77
    13 21.20 35.63 54.24 44.43
    14 15.92 19.61 31.72 30.03
    15 32.13 31.72 47.13 61.74
    均值 33.80 41.03 66.46 61.67
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    表  3  不同区段的等效应力幅值

    MPa
    测点 无隧道区段应力 隧道区段应力
    9 53.52 72.94
    10 40.03 56.43
    11 25.81 37.71
    12 56.69 84.14
    13 21.37 29.88
    14 27.82 24.15
    15 39.67 38.11
    均值 37.84 49.05
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2019-01-09
  • 刊出日期:  2019-06-05

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