疲勞分析流程fatigue

1、摘要：疲勞破壞是結(jié)構(gòu)的主要失效形式，疲勞失效研究在結(jié)構(gòu)安全分析中扮演著舉足輕重的 角色。因此結(jié)構(gòu)的疲勞強度和疲勞壽命是其強度和可靠性研究的主要內(nèi)容之一。機車車輛結(jié) 構(gòu)的疲勞設計必須服從一定的疲勞機理，并在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性安全設計中考慮復合的疲勞 設計技術(shù)的應用。國內(nèi)的機車車輛主要結(jié)構(gòu)部件的疲勞壽命評估和分析采用復合的疲勞設計 技術(shù)，國外從疲勞壽命的理論計算和疲勞試驗兩個方面在疲勞研究和應用領(lǐng)域有很多新發(fā)展 的理論方法和技術(shù)手段。不論國內(nèi)國外，一批人幾十年如一日致力于疲勞的研究，對疲勞問 題研究貢獻頗多。關(guān)鍵詞：疲勞 UIC標準疲勞載荷IIW標準S-N曲線機車車輛一、國內(nèi)外軌道車輛的疲勞研究現(xiàn)狀

2、6月30日15時，備受關(guān)注的京滬高鐵正式開通運營。作為新中國成立以來一次建設里程最 長、投資最大、標準最高的高速鐵路，京滬高鐵貫通“三市四省”，串起京滬“經(jīng)濟走廊”。 京滬高鐵的開通，不僅乘客可以享受到便捷與實惠，沿線城市也需面對高鐵帶來的機遇和挑 戰(zhàn)。在享受這些待遇的同時，專家指出，各省市要想從中分得一杯羹，配套設施建設以及機 車車輛的安全性絕對不容忽略。根據(jù)機車車輛的現(xiàn)代設計方法，對結(jié)構(gòu)在要求做到盡可能輕 量化的同時，也要求具備高度可靠性和足夠的安全性。這兩者之間常常出現(xiàn)矛盾，因此，如 何準確研究其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件在運行中的使用壽命以及如何進行結(jié)構(gòu)的抗疲勞設計是結(jié)構(gòu)強 度壽命預測領(lǐng)域研究中的前

3、沿課題。在隨機動載作用下的結(jié)構(gòu)疲勞設計更是成為當前機車車輛結(jié)構(gòu)疲勞設計的研究重點，而如何 預測關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和部件的疲勞壽命又是未來機車車輛結(jié)構(gòu)疲勞設計的重要發(fā)展方向之一。機車 車輛承受的外部載荷大部分是隨時間而變化的循環(huán)隨機載荷。在這種隨機動載荷的作用下， 機車車輛的許多構(gòu)件都產(chǎn)生動態(tài)應力，引起疲勞損傷，而損傷累積后的結(jié)構(gòu)破壞的形式經(jīng)常 是疲勞裂紋的萌生和最終結(jié)構(gòu)的斷裂破壞。隨著國內(nèi)鐵路運行速度的不斷提高，一些關(guān)鍵結(jié) 構(gòu)部件，如轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架、牽引拉桿等都出現(xiàn)了一些斷裂事故。因此，機車車輛的結(jié)構(gòu)疲勞 設計已經(jīng)逐漸成為機車車輛新產(chǎn)品開發(fā)前期的必要過程之一，而通過有效的計算方法預測結(jié) 構(gòu)的疲勞壽命是結(jié)構(gòu)

4、設計的重要目標。國外早在十九世紀后期德國工程師Wohler系統(tǒng)論述了疲勞壽命和循環(huán)應力的關(guān)系并提出了 S-N曲線和疲勞極限的概念以來，國內(nèi)外疲勞領(lǐng)域的研究已經(jīng)產(chǎn)生了大量新的研究方法和研究成 果。結(jié)構(gòu)疲勞設計中主要有兩方面的問題：一是用一定材料制成的構(gòu)件的疲勞壽命曲線；二是結(jié) 構(gòu)件的工作應力譜，也就是載荷譜。載荷譜包括外部的載荷及動態(tài)特性對結(jié)構(gòu)的影響。根據(jù) 疲勞壽命曲線和工作應力譜的關(guān)系，有3種設計概念：靜態(tài)設計（僅考慮靜強度）；工作應力 須低于疲勞壽命曲線的疲勞耐久限設計；根據(jù)工作強度設計，即運用實際使用條件下的載荷 譜。實際載荷因為受到車輛等諸多因素的影響而有相當大的離散性，它嚴重地影響了載

5、荷譜 的最大應力幅值、分布函數(shù)及全部循環(huán)數(shù)。為了對疲勞壽命進行準確的評價，必須知道設計 譜的存在概率，并且考慮實際載荷離散性，才可以確定結(jié)構(gòu)可靠的疲勞壽命。20世紀60年代，世界上第一條高速鐵路建成，自那時起，一些國外高速鐵路發(fā)達國家已經(jīng) 深入研究機車車輛結(jié)構(gòu)輕量化帶來的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件的疲勞強度和疲勞壽命預測問題。其中， 包括日本對車軸和焊接構(gòu)架疲勞問題的研究;法國和德國采用試驗臺仿真和實際線路相結(jié)合 的技術(shù)開發(fā)出試驗用的機車車輛疲勞分析方法;英國和美國對轉(zhuǎn)向架累計損傷疲勞方面的研 究等等。在這些研究中提出了大量有效的疲勞壽命的預測研究方法。、國內(nèi)國內(nèi)疲勞研究現(xiàn)狀與方法國內(nèi)鐵路相關(guān)的科研院所對結(jié)

6、構(gòu)的疲勞壽命也展開了大量的研究和分析，并且得到了很多研 究壽命預測方法的有效成果。疲勞壽命的估算主要分為裂紋形成階段壽命估算和裂紋擴展階 段壽命估算兩部分。常用的疲勞壽命計算方法包括名義應力壽命法、局部應變壽命法和裂紋 擴展計算法。I . SN方法名義應力法，又稱S-N方法，強調(diào)了長疲勞壽命和耐久性的限制，或者是假定疲勞失效不會 發(fā)生時的安全應力。它以材料或零部件的疲勞壽命曲線為基礎(chǔ),利用名義應力或局部應力和 壽命之間的關(guān)系，主要應用在線性彈性應力的分析中。S-N曲線也稱作應力循環(huán)曲線，是說明結(jié)構(gòu)疲勞過程的重要方法。這個方法經(jīng)常被用在變化 的環(huán)境里,包括那些幾乎沒有塑性的長壽命疲勞問題，以及部

7、件裂紋的萌生或裂紋的生長等 問題。同時，該法主要應用在循環(huán)載荷是彈性的環(huán)境里，也就是意味著結(jié)構(gòu)限制在壽命軸的疲 2勞循環(huán)數(shù)量必須大于10000次，這也是為了確保結(jié)構(gòu)沒有大的塑性發(fā)生。實際上在小于10000 次循環(huán)的環(huán)境，要使用S-N方程必須更加小心。通常要使用最終的強度或者是真實的斷裂應 力進行分析。應力法以循環(huán)應力作為造成疲勞的原因，壽命的預測主要是應力一循環(huán)曲線 （S-N曲線）。它是由常幅加載試驗獲得的，盡管大部分情況中實際工程結(jié)構(gòu)承受的多是變幅 載荷,但在疲勞壽命的估算，依然有一定的應用價值。如果是變幅載荷，需要做出S-N曲線進 行修正。變化的應力時間歷程一般要進行計數(shù)，用累積頻次分布的

8、形式進行壽命的預測計算。 經(jīng)常使用如下的公式表示整條SN曲線： （a-A）m N= D 或。= A（1+C/Na）式中：1/m為SN曲線的負斜率/為材料的疲勞極限;。為材料常數(shù)；a為SN曲線的負斜 率為材料常數(shù)。EN方法局部應變法（也稱EN法）以局部應變?yōu)榛鶞剩植繎兓驊儔勖?，通常參考裂紋萌生 方法，其關(guān)注的僅僅是裂紋的萌生；結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，通常是所有的壽命（SN或者名義應 變），以及裂紋的產(chǎn)生或損傷誤差分析之和，關(guān)注的是直到結(jié)構(gòu)斷裂產(chǎn)生的循環(huán)數(shù)。EN分析法使用循環(huán)應力一應變建模和Neuber彈塑性修正?？梢赃x擇分析參數(shù)的范圍，包 括平均應力修正模型、置信度參數(shù)、制造的細節(jié)（表面的粗糙度

9、）以及材料的熱處理。裂紋擴展方法Paris最早提出的裂紋前沿應力強度因子范圍!和裂紋擴展速率da/dN之間的經(jīng)驗關(guān)系是 計算疲勞裂紋擴展壽命的基礎(chǔ)。基于斷裂力學的裂紋擴展壽命預測法主要用于較長裂紋的 損傷容限設計，最近這種方法有被拓展到結(jié)構(gòu)耐久性分析領(lǐng)域的趨勢。利用不同技術(shù)的這幾種方法有不同的精度。實際上預測總的壽命、裂紋萌生和裂紋擴展3 種方法很少在相同的問題上同時使用。這是因為不同的設計理念決定了不同的分析方法。利 用這3種基本方法可以分析結(jié)構(gòu)的點焊、縫焊等多種焊接方式以及旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、振動疲勞、 復合多軸等疲勞壽命的預測問題。國內(nèi)近期疲勞研究領(lǐng)域的發(fā)展與突破近年來，隨著疲勞理論研究的進步和計

10、算機軟硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展，在發(fā)達國家的鐵路行業(yè), 產(chǎn)品的強度設計由原來的主要依據(jù)靜強度指標和無限壽命設計發(fā)展到定量壽命設計，大大提高了產(chǎn)品的使用可靠性，并且降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。現(xiàn)代的抗疲勞設計中使用了“一體化 耐久管理”(IDMIntegrated Durablity Management)的方法，該方法包括虛擬分析和疲 勞試驗兩個方面，下面將從這兩個方面分別敘述疲勞研究和應用的新發(fā)展。1、理論分析方法的發(fā)展虛擬計算所謂的“虛擬”計算就是在產(chǎn)品的設計階段，使用軟件建立產(chǎn)品有關(guān)承載構(gòu)件的有限元模 型，使用軟件在虛擬的“新產(chǎn)品構(gòu)件”上施加載荷進行壽命的計算并可反復調(diào)整設計方案, 這種計算所需時間

11、短，費用低，降低了產(chǎn)品開發(fā)周期和成本。由于疲勞理論的發(fā)展結(jié)合計算 機技術(shù)的進步.虛擬計算作為一種分析手段，也有很多新而且方便實用的方法。主要包括3 個方面，它們分別是用S-N方法估算全壽命、用局部應力一應變估算裂紋起始壽命、用Paris 公式估算裂紋擴展壽命。使用PSD功率譜密度信號計算構(gòu)件的全壽命傳統(tǒng)上人們都是使用時域信號進行壽命或損傷的計算，時域信號一般是應力、應變或載荷。 在時域中可以很方便地表示周期性的信號，若用來完全地描述一個隨機過程，需要非常長的 信號記錄，特別是對于有上個節(jié)點的有限元模型施加幾十個通道的載荷的情況下，使用時域 信號計算模型的壽命將非常困難，在這種情況下，疲勞壽命的

12、計算可以在頻域里完成。其主 要過程是：首先對有限元模型進行頻響分析，求得載荷與結(jié)構(gòu)上應力的傳遞函數(shù)；然后，將 傳遞函數(shù)乘以載荷的功率譜密度函數(shù)得到應力功率譜密度函數(shù)最后使用有關(guān)的方法由應力 功率譜推算結(jié)構(gòu)的壽命。9用應力PSD信號計算構(gòu)件的壽命的方法有2種：其一是直接使用PSD信號；其二是先根據(jù) PSD信號計算出應力范圍的循環(huán)數(shù)，再用它估算壽命。目前，第2種做法使用較為流行。預測多軸應力狀態(tài)下構(gòu)件的起始壽命多數(shù)情況下，工程構(gòu)件所受的載荷是多載荷的復雜組合。這就使得構(gòu)件上的某些點所受的3 個主應力處于非比例狀態(tài).主應力的方向往往也隨時變化，在這種應力條件下的疲勞就稱為 多軸疲勞。多軸疲勞的研究最

13、近也有了新的進展，發(fā)展了一種新方法。該方法不僅能夠估算多軸應力情 況下的壽命，還能夠以損傷極坐標圖的形式給出各個臨界面上的損傷量。用這一方法來估算 始裂壽命分以下幾步：第一步，在承載構(gòu)件上的關(guān)鍵點貼上應變花測得3個應變輸出，或者 在有限元模型上貼虛擬應變花，求得3個虛擬的應變輸出；第二步，根據(jù)3個應變輸出用 Mroz-Garud循環(huán)塑性模型計算該關(guān)鍵點的其余的應力應變分量；第三步，根據(jù)材料的疲勞 壽命曲線，用有關(guān)的多軸疲勞損傷壽命模型計算壽命。10預測形狀不規(guī)則裂紋的擴展壽命最近，有一種計算形狀不規(guī)則裂紋的擴展壽命的新方法得到了發(fā)展，該方法是線彈性斷裂力 學理論與有限元方法的結(jié)合。其主要內(nèi)容是

14、首先對含裂紋的構(gòu)件進行三維有限元網(wǎng)格的劃 分，網(wǎng)格包括裂紋塊和非裂紋塊，裂紋塊由于包含裂紋需要較細致的劃分，而非裂紋塊可以 劃分得較粗一些。裂紋塊和非裂紋塊的組合可以使用多點位移約束法，使得二者的位移在其 接觸面上保持一致，從而使組合后的網(wǎng)格保持變形協(xié)調(diào)。疲勞裂紋擴展后新網(wǎng)格的生成可以 只對裂紋塊進行，非裂紋塊阿格保持不變。網(wǎng)格劃分完畢后，應用四分之一點位移法或者三維J積分法計算裂紋擴展前沿上的各個節(jié)點 的應力強度因子，J積分的計算方法有回路法和虛擬節(jié)點位移法。裂紋前沿的曲線形狀可以 由一些離散點（節(jié)點）來定義，那么，就可以應用Paris公式分別求這些節(jié)點上的裂紋擴展量 （也就是這些節(jié)點的位移

15、量）Aa,據(jù)此可以確定新的裂紋前沿。該方法能夠模擬裂紋擴展過 程，跟蹤裂紋形狀的發(fā)展變化，大大提高了裂紋擴展壽命的預測精度。2、疲勞試驗使用軟件來仿真計算虛擬“新產(chǎn)品”作為抗疲勞設計的一個手段，并不能代替疲勞試驗，虛 擬計算的目的是為了盡可能地減少疲勞試驗的次數(shù)。新產(chǎn)品的疲勞可靠性最終要通過疲勞試 驗來檢驗，目前國內(nèi)對鐵道車輛零部件的疲勞試驗，只能夠做程序加載的疲勞試驗。如 TB1959和TB1960所規(guī)定的試驗標準，用程序載荷譜加載的疲勞試驗一般只能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行 合格檢驗或產(chǎn)品的性能對比，不能夠真正用于研究產(chǎn)品的壽命。在國外，主要采用隨機載荷 譜加載進行疲勞試驗來研究產(chǎn)品的壽命這樣就徹底消除

16、了程序載荷譜時高低載荷的加載次 序和各加載位置載荷相位差對構(gòu)件壽命的影響。這種加載方法能夠較為真實地模擬構(gòu)件所承 受的載荷，使所得的試驗壽命能夠真實地反映運用壽命在各個構(gòu)件之間布置載荷傳感器十分 困難，而在構(gòu)件上貼上應變片則很方便，所以一般不能直接采集到構(gòu)件的隨機載荷譜，只能 夠采集到構(gòu)件上某些點的應變譜。從運用當中的構(gòu)件上采集的應變譜若直接用于疲勞試驗， 雖然試驗壽命最為接近實際的運用壽命，但試驗的時間將與構(gòu)件的實際運用時間相當，疲勞 試驗就失去了其意義。所以，要對采集的應變譜進行一些編輯處理。合理的疲勞編輯應該滿 足2個方面，其一是經(jīng)過編輯后的信號與原始信號對構(gòu)件的總損傷基本一致；其二是編

17、輯前 后的信號所產(chǎn)主的損傷分布基本一致。過去，用線性放大載荷信號或者用“等效”的常幅載 荷信號來加速疲勞試驗的做法,不符合上面所提的第2個方面疲勞試驗有單通道和多通道之 分，疲勞編輯也有所區(qū)別.單通道編輯只編輯響應信號（應變譜），多通道編輯需要同步編輯 響應信號（應變譜）和驅(qū)動信號（隨機載荷譜）。二、CW-200轉(zhuǎn)向架疲勞壽命預測實例圖1是轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架待評估位置：圖1 CW-200轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架待評估位置有限元模型圖2是CW-200轉(zhuǎn)向架有限元模型圖2 CW-200轉(zhuǎn)向架有限元模型有限元模型采用平面四節(jié)點單元，單元大小20mm。疲勞試驗載荷包括垂向載荷與橫向載荷, 垂向載荷作用在空氣彈簧座上

18、，橫向載荷作用在橫向減振器座上。疲勞試驗載荷根據(jù)UIC標準：垂直力（每個側(cè)架）（取a二，。二靜態(tài)部分：FZS1=FZS2=FZ準靜態(tài)部分（模擬曲線中的滾動）：FZQ1二FZQ2=+-aFZ動態(tài)部分（跳動模擬）：FZD1二FZD2=+-&FZ橫向力（每個轉(zhuǎn)向架）準靜態(tài)部分：FYQ=+*（FZ+*m+*g）動態(tài)部分：FYD=+*（FZ+*m+*g）其中，F(xiàn)Z=135KN m+*g=60KN圖13-UIC標準中垂向動載荷模式圖14-UIC標準中橫向動載荷模式由于產(chǎn)生疲勞破壞的主要為動態(tài)部分力，所以在疲勞評估時忽略靜態(tài)部分和準靜態(tài)部分對疲 勞壽命的影響，所以需加的疲勞載荷為：垂直力（每個側(cè)架）：FZ=

19、2*135）=54KN橫向力（每轉(zhuǎn)向架）：FY=2*（135+*60） 二在UIC標準中，加載分三個階段，分別以1倍、倍和倍的比例關(guān)系逐段強化，每個階段加載 的循環(huán)次數(shù)分別為6e106、2e106和e106次。圖15-UIC標準中三段加載模式垂向力動態(tài)部分與橫向力動態(tài)部分作用頻率與相位均相同，因而視其為一個載荷事件。有限元計算按照UIC515-4的實驗室疲勞實驗加載要求，首先將其靜載到要有限元模中，然后基于動 載與靜載的比例關(guān)系進行應力換算，即得動載應力：（任一點的。值都可由下圖讀出）。 圖3是部分有限元計算結(jié)果：圖3疲勞載荷作用下應力云圖S-N曲線選取將待評估點所處的結(jié)構(gòu)細部與IIW標準鋼結(jié)

20、構(gòu)細部疲勞強度值表中提供的結(jié)構(gòu)細部對比，選 擇合適的類型FAT級別。CW-200轉(zhuǎn)向架構(gòu)架各點的疲勞強度級別FAT值列入下表：表1待評估位置FAT等級列表編號123456789101112131415接頭類型管接頭管接T型管接頭接頭頭T型接頭端部接頭管接端部頭接頭對接接頭對接接頭T型接頭非承T型 載T接頭 接頭管接頭T型接頭FAT5050805080455045717180100805080根據(jù)各點的疲勞強度級別FAT值，即可在IIW標準中（表2）查找相應的S-N曲線參數(shù)，即m、C值。表2IIW標準中各級別S-N曲線參數(shù)（MPa）Palmgren-Miner累積特征抗疲勞-S-N曲線的修正值最

21、初斜率m1 = ,循環(huán)數(shù)5e6時的常幅疲勞極限bl,x二次斜率m2二,在106循環(huán)時截止級別循環(huán)數(shù) N5E6, m2=5時S-N曲線的常數(shù)C截止極限2551662001471801331601181401031251121009080716356504540然后就可以根據(jù)邁納爾損傷累積理論計算疲勞壽命，這里為疲勞損傷比之和。疲勞壽命極限；（對應i）累計損傷率D=計算結(jié)果列表如下：表3CW-200焊接構(gòu)架待評估點疲勞損傷比之和標號FAT垂向+橫向1倍（加載6e6次）倍（加載2e6次）倍（加載2e6次）150應力范圍3S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0

22、250應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m二無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0380應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0450應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0580應力范圍S-N曲線 m=5C=m=5 C=m=5C=疲勞壽命損傷比累積損傷比645應力范圍S-N曲線 m=5C=m=5 C=m=5C=疲勞壽命損傷比累積損傷比750應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限損傷比000累積損傷比0845應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限

23、無限無限損傷比000累積損傷比0971應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01071應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01180應力范圍S-N曲線 m無C無m無C 無m=5C=疲勞壽命無限無限損傷比00累積損傷比12100應力范圍S-N曲線 m無C無m=5 C=m=5C=疲勞壽命無限損傷比0累積損傷比1380應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01450應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比015

24、80應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0二、根據(jù)這一點的接頭形式，查出對應的S-N曲線，方法：UIC標準FAT值（判斷。和常幅疲勞極限、截止極限的大小關(guān)系）m、c值（由公式）疲勞壽命極限值N;同時：（疲勞載荷引起的應力范圍）對應一個循環(huán)次數(shù)n；最后求得損傷比將疲勞載荷逐步加強到倍和倍，重復以上過程，又會得到兩個損傷比;將三個損傷比相加，得到累計損傷比，并判斷是否小于1 （合格）一、對于其它每一點重復以上過程，完成對每一評估點的合格與否檢驗編號1234567891011121314 15接頭類型管接管接頭頭T型管接接頭頭T型接頭端部管接接頭頭端

25、部接頭對接接頭對接接頭T型接頭非承載T接頭T型接頭管T型接接頭頭FAT50508050804550457171801008050 80Palmgren-Miner累積特征抗疲勞-S-N曲線的修正值最初斜率m1二，循環(huán)數(shù)5e6時的常幅疲勞極限bl,x_次斜率m2二,在106循環(huán)時截止級別循環(huán)數(shù) N5E6, m2=5時S-N曲線的常數(shù)C截止極限2551662001471801331601181401031251121009080標號FAT垂向+橫向1倍（加載6e6次）倍（加載2e6次）倍（加載2e6次）150應力范圍3S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0

26、250應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m=無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0380應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0450應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0580應力范圍S-N曲線 m=5C=m=5 C=m=5C=疲勞壽命損傷比累積損傷比645應力范圍S-N曲線 m=5C=m=5 C=m=5C=疲勞壽命損傷比累積損傷比750應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無1疲勞壽命無限無限損傷比000累積損傷比0845應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無

27、限無限無限損傷比000累積損傷比0971應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01071應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01180應力范圍S-N曲線 m無C無m無C 無m=5C=疲勞壽命無限無限損傷比00累積損傷比12100應力范圍S-N曲線 m無C無m=5 C=m=5C=疲勞壽命無限損傷比0累積損傷比1380應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01450應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01

28、580應力范圍S-N曲線 m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0當前，提速/重載在迎合社會需求的同時，隨之也出現(xiàn)了一些值得關(guān)注的問題，其中，機車車輛許多構(gòu)件，尤其是焊接轉(zhuǎn)向架，服役不久頻繁發(fā)生疲勞斷裂，并導致了重大經(jīng)濟損失。 客觀上，由于提速/重載，機車車輛動負荷加劇，然而，這不過是問題的外因，而內(nèi)因則是 我們對這些機車車輛裝備沒有注入與提速/重載相匹配的且有相當儲備的抗疲勞能力。許多 疲勞斷裂案例分析表明：在設計階段，我們?nèi)酝Ａ粼趥鹘y(tǒng)的靜強度設計層次上，對焊接轉(zhuǎn)向 架尤其缺少抗疲勞設計的理念，缺少相應的技術(shù)，缺少必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，許多疲勞斷 裂隱患始于設計階段。事實上，自從人們認定“預防疲勞斷裂”是一個公認的難題以來,一個普遍被接受的現(xiàn)實是: 由于疲勞斷裂問題難于從理論上建模，因此，“預防疲勞斷裂”的措施是否有效，只能通過 各種形式疲勞實驗來回答，毫無疑問，這種觀點是正確的。然而，另外一個事實是，當產(chǎn)品只在“圖紙”上時，包括疲勞試驗在內(nèi)的任何實驗均無載體, 因此，設計階段抗疲勞措施是否有效，對簡單問題可以查閱設計手冊予以校驗，對機車車輛 中典型焊接結(jié)構(gòu)的抗疲勞措施是否有效則很難判斷，顯然這不是我們所希望