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构架裂纹扩展延迟效应

张立民 梅桂明

张立民, 梅桂明. 构架裂纹扩展延迟效应[J]. 交通运输工程学报, 2002, 2(3): 19-22.
引用本文: 张立民, 梅桂明. 构架裂纹扩展延迟效应[J]. 交通运输工程学报, 2002, 2(3): 19-22.
ZHANG Li-min, MEI Gui-ming. Defer effects of crack propagation of bogie[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2002, 2(3): 19-22.
Citation: ZHANG Li-min, MEI Gui-ming. Defer effects of crack propagation of bogie[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2002, 2(3): 19-22.

构架裂纹扩展延迟效应

详细信息
    作者简介:

    张立民(1960-), 男, 四川成都人, 西南交通大学副教授, 博士, 从事振动强度与疲劳研究

  • 中图分类号: U260.331

Defer effects of crack propagation of bogie

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    Author Bio:

    ZHANG Li-min(1960-), male, PhD, an associate professor of Southwest Jiaotong University, engaged in research of vibration strength and fatigue

  • 摘要: 列车运行速度的提高和载重量的增加使其主要承载部件转向架构架的运行环境变得恶劣。为减小轮轨间的作用力, 要对构架进行轻量化设计, 由此引起了构架疲劳强度问题。对某高速列车构架的疲劳试验结果表明, 在给定的常规载荷作用下构架裂纹扩展速度出现延迟效应, 最终减小到零。应用弹塑性裂纹扩展与闭合概念和残余应力松弛概念分析了构架裂纹扩展延迟效应, 结果表明引起构架裂纹扩展速度减慢的主要因素是循环加载中残余应力的松弛, 而裂纹的闭合对裂纹的延迟也有重要影响; 计算了给定工艺构架状态和循环载荷下, 不扩展裂纹初始长度的最小值。

     

  • 图  1  构架结构及加载示意图

    Figure  1.  Sketch of bogie frame with loads

    图  2  点4的试验应力状态

    Figure  2.  Test stress state in measurement point 4

    图  3  点5、7、8处裂纹扩展与载荷频数的关系

    Figure  3.  Relationship of crack length vs. load cycles in point 5、7、8

    图  4  测试点5处残余应力随n变化关系

    Figure  4.  Relationship of residual stress with load cycle number in point 5

    图  5  σresa对ΔK及da/dn的影响

    Figure  5.  Influence of σres and a on Δk and da/dn

    图  6  裂纹闭合模型

    Figure  6.  Crack close model

    表  1  疲劳试验载荷

    Table  1.   Fatigue test loads

    载荷方向 载荷值 波形 频率/Hz
    Fx1=Fx2 300±60 kN sine 4
    Fy 10±30 kN sine 4
    Fz ±100 kN square Change direction in 5 minutes
    下载: 导出CSV

    表  2  测点最大、最小等效应力

    Table  2.   Maximum and minimum equivalent stress in test points

    应力 测点
    4 5 7 8
    σmax/MPa 83 102 113 101
    σmin/MPa -30 -15 10 8
    下载: 导出CSV
  • [1] Tanaka K, Hoshide T, Yamada A, Taira S. Fatigue crack propagation in biaxial stress fields[J]. Fatigue Engng Mater. Struct., 1979, 2(2): 181-194.
    [2] Kitagawa H, Yuki R, Tohgo K. A fracture mechanics approach to high-cycle fatigue crack growth under in plane biaxial loads[J]. Fatigue Engng Mater. Struct., 1979, 2(2): 195-206.
    [3] Lam Y C. Fatigue crack growth under biaxial loading [J]. Fatigue fract Engng Mater. Struct., 1993, 16(4): 429-440.
    [4] Radaj D. Design and Analysis of Fatigue Resistant Welded Structures[M]. London: Woodhead Publishing Ltd, 1990.
    [5] 徐灏. 疲劳强度[M]. 北京: 高等教育出版社, 1998.
    [6] 高庆. 断裂力学[M]. 重庆: 重庆大学出版社, 1986.
    [7] 中国航空研究院. 应力强度因子手册[M]. 北京: 科学出版社, 1993.
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出版历程
  • 收稿日期:  2002-04-15
  • 刊出日期:  2002-09-25

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