铁路货车载荷谱及其应用
作者：王春山，王曦，杨广雪 编著
出版时间：2018年版
内容简介
铁路货车载荷谱是承载结构在运用过程中所承受的交变外力的统计表示，它是结构抗疲劳设计和试验评估的基础。本书总结了中国在铁路货车载荷谱研究和工程应用中的成果，为提升铁路货车设计、保障运输安全具有指导意义。铁路上用于载运货物的车辆统称为铁路货车，货物运输是铁路运输的重要组成部分。运用中货车转向架、车体等承受复杂的随机载荷，伴随着这些载荷的作用，货车承载构件将产生累积疲劳损伤，一旦发生疲劳失效将直接危及铁路运输安全。为保障安全，工程上通常应用载荷谱进行结构疲劳设计﹑台架疲劳试验，并制定疲劳设计与试验载荷规范。铁路货车载荷谱是进行货车承载构件疲劳设计与安全评估的基础，载荷谱主要是通过线路试验实测随机载荷数据，经数据处理和统计分析后获得，包含了承载构件在运用中所受载荷的幅值和频次等信息。由于铁路货车类型多，运用条件复杂，车辆主要类型有棚车、敞车、罐车、平板车及多种专用货车等，运用条件包含运行线路、行车速度、装载货物及气候、地理环境等。货车载荷谱编制时应考虑这些因素，根据不同情况分类给出不同的载荷谱。多年来，我国铁路相关高校、科研机构和企业围绕保障铁路运输安全，开展了大量的科研试验，获得了丰富的实测数据，载荷谱编制及疲劳试验研究技术日臻完善，形成了一系列卓有成效的科研成果。同时，积极采用计算机虚拟技术，通过车辆系统动力学仿真技术获取载荷信息，探索载荷谱研究的新途径。
目录
1 绪论
1.1 载荷谱基本概念
1.2 载荷谱研究现状
1.2.1 载荷数据获取
1.2.2 数据处理和载荷谱编制
1.2.3 疲劳设计和试验研究
1.2.4 载荷谱工程应用
1.3 铁路货车载荷谱研究发展
1.3.1 货车载荷谱
1.3.2 疲劳设计与试验评估
1.3.3 室内线路模拟疲劳试验
1.3.4 虚拟样机疲劳模拟技术
2 铁路货车典型承载结构的载荷特性
2.1 概述
2.1.1 货车载荷分类
2.1.2 货车基本载荷
2.2 货车的基本振型及自由度
2.2.1 货车的基本振型
2.2.2 货车的广义坐标及自由度
2.3 货车基本载荷及组合
2.3.1 轮对载荷及组合
2.3.2 侧架载荷及组合
2.3.3 摇枕载荷及组合
2.3.4 构架载荷及组合
2.3.5 车体载荷及组合
2.3.6 车钩载荷及组合
2.4 车辆设备及结构附件连接点的作用载荷及组合
2.4.1 转向架上设备的连接
2.4.2 车体上设备的连接
2.5 轮对载荷特性
2.5.1 轮对上的作用力
2.5.2 轮对作用力的特征
2.6 侧架载荷特性
2.6.1 侧架上的作用力
2.6.2 侧架作用力的特征
2.7 摇枕载荷特性
2.7.1 摇枕上的作用力
2.7.2 摇枕作用力的特征
2.8 交叉拉杆、弹簧托板、副构架等部件载荷特性
2.8.1 侧架交叉拉杆受力分析
2.8.2 侧架摆动式转向架弹簧托板受力分析
2.8.3 副构架式转向架副构架装置受力分析
2.9 车钩缓冲器载荷特性
2.9.1 车钩上的作用力
2.9.2 车钩作用力的特征
2.10 车体载荷特性
2.10.1 车体上的作用力
2.10.2 车体作用力的特征
2.11 构架式转向架载荷特性
2.11.1 构架上的作用力
2.11.2 构架作用力的特征
2.11.3 轴箱载荷及其特征
3 铁路货车载荷谱测试原理及方法
3.1 概述
3.2 轮对载荷测试
3.3 侧架载荷测试
3.4 摇枕载荷测试
3.5 钩缓载荷测试
3.6 车体载荷测试
4 载荷数据处理及载荷谱编制
4.1 概述
4.2 载荷谱数据处理流程
4.2.1 数据格式转换
4.2.2 零点漂移处理
4.2.3 数字滤波处理
4.2.4 载荷时间历程峰谷值
4.2.5 无效幅值处理技术
4.2.6 载荷循环计数处理
4.2.7 编谱方法
4.3 计数法
4.3.1 穿级计数法原理
4.3.2 穿级计数实现
4.3.3 雨流计数法原理
4.3.4 雨流计数法算法
4.4 载荷谱编制的基本原则
4.4.1 随机载荷的统计分布
4.4.2 统计推断理论
4.4.3 各工况合成后的载荷分布
4.4.4 最大载荷的推断
4.4.5 分级程序载荷谱
4.4.6 小载荷的取舍
4.4.7 疲劳试验载荷谱
5 典型部件载荷谱
6 车体载荷谱
7 载荷谱在货车疲劳设计与试验中的应用
8 载荷谱在铁路货车疲劳失效分析中的应用
9 铁路货车疲劳寿命预测仿真
结束语
