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B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线重构方法

陈雷 章梓茂

陈雷, 章梓茂. B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线重构方法[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(1): 16-20.
引用本文: 陈雷, 章梓茂. B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线重构方法[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(1): 16-20.
Chen Lei, Zhang Zi-mao. Reconstruction method of fatigue reliability S-N curves for railway wheel cast steel of grade B[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(1): 16-20.
Citation: Chen Lei, Zhang Zi-mao. Reconstruction method of fatigue reliability S-N curves for railway wheel cast steel of grade B[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2007, 7(1): 16-20.

B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线重构方法

基金项目: 

铁道部科技研究发展计划项目 2005J027

详细信息
    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

    章梓茂(1957-), 男, 浙江杭州人, 北京交通大学教授

  • 中图分类号: U270.1

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

More Information
  • 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。

     

  • 图  1  S-N数据及回归曲线

    Figure  1.  Original S-N data and regression curves

    图  2  S-N曲线

    Figure  2.  S-N curves

    图  3  S-L曲线

    Figure  3.  S-L curves

    表  1  疲劳极限数据

    Table  1.   Fatigue limit data  MPa

    σ-1 σm σs ex
    180.58, 176.63, 187.62, 189.75, 181.42, 187.41, 186.26, 191.62, 187.54 185.43 4.847 0.27
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    表  2  S-N曲线统计参数

    Table  2.   Statistical parameters of original S-N curves

    σa/MPa Nm/cycle NR/cycle
    270.83 196 100 95 500
    241.82 276 900 137 800
    212.89 645 300 243 000
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    表  3  统计参数的回归及误差

    Table  3.   Regression of statistical parameters and errors

    σa/MPa Nm NR
    预测值/cycle 误差/% 预测值/cycle 误差/%
    270.83 181 751 -7.32 93 077 -2.54
    241.82 319 645 15.44 144 654 4.97
    212.89 603 139 -6.53 237 511 -2.26
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    表  4  S-N数据的重构

    Table  4.   Reconstruction of S-N data

    σa/MPa N/cycle ng
    270.83 250 665, 197 546, 165 187, 182 731, 117 189, 201 750, 185 209, 213 283, 159 645, 201 695, 171 664 11
    241.82 467 826, 352 815, 285 429, 321 687, 190 047, 361 729, 326 864, 386 355, 274 119, 361 611, 298 737 11
    212.89 943 732, 677 358, 527 986, 607 672, 327 343, 697 517, 619 181, 753 660, 503 484, 697 251, 557 038 11
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    表  5  统计参数的重构及误差

    Table  5.   Reconstruction of statistical parameters and errors

    σa/MPa Nm NR
    预测值/cycle 误差/% 预测值/cycle 误差/%
    270.83 183 016 0.06 93 341 0.02
    241.82 322 284 0.06 145 139 0.03
    212.89 608 997 0.07 238 448 0.03
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    表  6  S-N曲线的重构参数

    Table  6.   Reconstruction parameters of S-N curves

    表  7  S-L曲线参数

    Table  7.   Parameters of S-L curves

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  • 收稿日期:  2006-08-20
  • 刊出日期:  2007-02-25

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