万方数据资源系统

交通运输工程学报
JOURNAL OF TRAFFIC AND TRANSPORTATION ENGINEERING
2007 Vol.7 No.1 P.16-20

数字化期刊

B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线重构方法

陈雷  章梓茂 

摘 要:为实现任意可靠性水平疲劳强度设计、寿命预测和可靠性评定,提出了B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线的重构方法,应用Monte-Carlo模拟技术在可接受误差范围内重构了B级铸钢的疲劳极限和成组法S-N数据,依照常规法测定了B级铸钢中、短寿命范围的可靠性S-N曲线,应用概率疲劳极限外推法获得了包含中、短和长寿命范围的可靠性曲线.在此基础上,考虑工程应用实际情况,推导出了任意概率水平下的里程可靠性曲线.重构获得的疲劳极限及S-N数据最大模拟误差分别只有0.15%和0.07%,较好再现了原始数据,对曲线的外推使其合理性达到生产需要的104km以上,说明曲线重构方法可获得所需疲劳可靠性S-N曲线.
关键词:车辆工程;车轮;铸钢;疲劳可靠性S-N曲线;重构方法;Monte-Carlo模拟
分类号:U270.1 文献标识码:A

文章编号:1671-1637(2007)01-0016-05

Reconstruction method of fatigue reliability S-N curves for railway wheel cast steel of grade B

Chen Lei  Zhang Zi-mao 

基金项目:铁道部科技研究发展计划项目(2005J027)
作者简介:陈雷(1957-),男,北京人,北京交通大学工学博士研究生,从事铁路货车技术与管理研究.Chen Lei(1957-), male, doctoral student, +86-10-51841784, zbbhcc416@sina.com
作者简介:导师:章梓茂(1957-),男,浙江杭州人,北京交通大学教授.Zhang Zi-mao(1957-), male, professor, +86-10-51841784, clcy415@sina.com.cn.
作者单位:陈雷(北京交通大学,土木建筑学院,北京,100044) 
     章梓茂(北京交通大学,土木建筑学院,北京,100044) 

参考文献:

[1]中国铁道科学研究院金属及化学研究所.铁路常用材料P-S-N曲线及Goodman图册[R].北京:中国铁道科学研究院金属及化学研究所,1999.
[2]赵永翔,杨冰,彭佳纯,等.概率疲劳极限与可靠性曲线的Monte-Carlo模拟重构技术[R].成都:西南交通大学,2005.
[3]赵永翔,杨冰,高庆,等.提速货车RD2轴的疲劳断裂可靠性与安全性研究[R].成都:西南交通大学,2004.
[4]赵永翔,高庆,王金诺.估计三种常用应力-寿命模型概率设计S-N曲线的统一方法[J].核动力工程,2001,22(1):42-52.Zhao Yong-xiang,Gao Qing,Wang Jin-nuo.A unified approach for estimating the probabilistic design S-N curves of three commonly used fatigue stress-life models[J].Nuclear Power Engineering,2001,22(1):42-52.(in Chinese)
[5]赵永翔,王金诺,高庆.估计P-S-N曲线及其置信限参数的统一常规方法[J].机械强度,2000,22(3):217-221.Zhao Yong-xiang,Wang Jin-nuo,Gao Qing.Unified conventional method for estimating P-S-N curves and their confidence bounds[J].Journal of Mechanical Strength,2000,22(3):217-221.(in Chinese)
[6]阙云,凌建明,曾四平.加筋土路堤内部稳定的可靠指标分析[J].交通运输工程学报,2006,6(3):37-41.Que Yun,Ling Jian-ming,Zeng Si-ping.Reliability index analysis of internal stability of reinforced embankment[J].Journal of Traffic and Transportation Engineering,2006,6(3):37-41.(in Chinese)
[7]AASHTO.Standard Specifications for Highway Bridges[M].Washington DC:American Association of State Highway and Transportation Officials,2002.
[8]ECCS-Technical Committee 6-Fatigue.Recommendation for the Fatigue Design of Steel Structures[M].Lausanne:European Convention for Constructional Steelworks,1985.
[9]杨冰,赵永翔,邬平波,等.16MnR钢焊接头的延拓概率疲劳S-N曲线[J].交通运输工程学报,2004,4(4):25-29.Yang Bing,Zhao Yong-xiang,Wu Ping-bo,et al.Extrapolation of probabilistic fatigue S-N curves of 16MnR steel weld joint[J].Journal of Traffic and Transportation Engineering,2004,4(4):25-29.(in Chinese)
[10]Murakami Y,Yokoyama N N,Nagata J.Mechanics of fatigue failure in ultralong life regime[J].Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures,2002,25(8):735-746.
[11]王弘,高庆,阎桂玲.中碳钢在低应力超长寿命范围内的疲劳性能[J].机械强度,2004,26(S1):267-270.Wang Hong,Gao Qing,Yan Gui-ling.Fatigue behaviours of medium carbon steel in low stress and ultra-long life regime[J].Journal of Mechanical Strength,2004,26(S1):267-270.(in Chinese)
[12]赵永翔,杨冰,彭佳纯,等.铁道车辆疲劳可靠性设计Goodman-Smith图的绘制与应用[J].中国铁道科学,2005,26(6):6-12.Zhao Yong-xiang,Yang Bing,Peng Jia-chun,et al.Drawing and application of the Goodman-Smith diagram for railway vehicle fatigue reliability design[J].China Railway Science,2005,26(6):6-12.(in Chinese)

收稿日期:2006年8月20日

出版日期:2007年2月28日

请看PDF全文