随着动车组运行速度的不断提升,车辆运行的安全可靠性显得尤为重要。对于高速列车而言,其车体枕梁部分是确保整个列车安全运行的关键结构之一。根据运用特点,对其进行载荷谱编制和疲劳损伤分析研究在工程应用上有着重要的实际意义。在高速列车载荷谱编制方面已经取得了一些成绩,但是对基于不同运用工况下的动车组关键结构疲劳损伤的载荷谱建立工作进展较为缓慢。
枕梁焊接关键部位的两组测点 A和B来观察工况下的损伤状况。其中:A点在牵引梁与枕梁焊缝处;B点在牵引销座与枕梁焊缝处。
试验选择采样频率为500Hz,在尽量少占用存储空间的同时,保证了数据的完整性。在整个测试过程中,各种干扰信号不可避免地进入数据采集系统,并对测试信号产生干扰。对所得到的数据,首先进行去除零点 漂移、小波处理,提高信噪比并将电信号转换为应力信号,从而获得准确的测试结果。再对测点的应力-时间历 程进行雨流计数,得到所需的应力谱。
由于进出站及进出库等工况对测点的损伤影响较大,在一 个交路测试中占有较大份额。大型高铁站6次完整的数据依照上述方法计算得到其寿命,并验证测试次数是否满足估计平均寿命所需的最小值,对其均值进行了计算。
1 某特大高铁站进站工况:
1) 数据提取与计算
根据随车装载 GPS的坐标信号,找到所需的进站数据段,选取了6次该试验列车进站的数据进行分析,其中5次均承担同 一 交路。根据惯例,每日同一车次应停靠同一站台,那么可以近似认为,这6次所取得的数据 段运行交路相同。在同 一 交路中,可以认为动车组的运用状态是相对稳定的。
2) 数据置信度和均值
假设测点的对数当量寿命遵循正态分布,则母体的平均值即母体中值,由母体中抽取的子样平均值即母体中值估计量。对数中值疲劳寿命9.2345作为母体中值的估计量时,可以满足置信度与相对误差的要求。
2 出入动车段工况:
1) 数据提取与计算
一般情况下动所内线路多选用12号道岔,伴有小半径曲线,并在进出库中有频繁的启停及加减速,但是动车组在此过程平均速度较小,约为10km/h。由于影响因素众多,故难以对动车组进出库工况下枕梁关键点损伤有直观认识。
2) 寿命均值评估
对于小子样试验评估常选用Bootstrap方法,但此法通常要求子样数n≥5较合适。而试验由于进出库的数据段较为有限,故采用半经验虚拟增广子样法使子样数增至5,从而满足 Bootstrap方法的要求。
有超过16条到发线并有多条线路交汇的高铁站即为大型高铁站。由此可知,试验列车所经过的3个省会城市高铁站均满足上述条件。由于空间不足和线路交汇等原因,在进出这些车站时会经过众多小曲线和较小号道岔。
由于各站进出线路不同,无法直接对其损伤影响进行对比。
考虑某些高铁站高速与普速列车混跑,路况较差,并且建在市区,而有些车站建在较为偏远的郊区,地域空旷、不受城市原有建筑影响等因素有一定关系。