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专利号: 2022102141668
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种轮轨钢等效疲劳损伤模拟方法,其特征在于,所述方法包括:

获取目标列车服役预设里程时的列车载荷谱;

按照所述列车载荷谱调用与所述目标列车对应的轮轨系统三维模型进行载荷施加模拟,得到目标列车的与所述预设里程匹配的轮辋危险部位应力谱;

根据所述轮辋危险部位应力谱确定需作用在所述目标列车的轮轨钢疲劳试样的与期望模拟里程对应的目标应力和应力施加频次;

驱动疲劳试验机按照确定出的目标应力及应力施加频次在所述轮轨钢疲劳试样上开展疲劳试验,得到目标列车服役期望模拟里程时的轮轨钢等效疲劳损伤数据。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取目标列车服役预设里程时的列车载荷谱的步骤,包括:根据目标列车的轮对重量及列车轴重,计算所述目标列车在所述列车载荷谱所对应的多级载荷中的第一级载荷的载荷值;

根据所述第一级载荷在预设里程服役过程中的出现概率,以及所述多级载荷在目标列车服役过程中的出现频率,计算所述第一级载荷在所述预设里程服役过程中的载荷出现频次;

根据所述多级载荷中不同等级载荷之间的预设载荷比,基于所述第一级载荷的载荷值计算所述多级载荷中不同等级载荷各自的载荷值;

根据所述多级载荷中不同等级载荷之间的预设频次比,基于所述第一级载荷的载荷出现频次计算所述多级载荷中不同等级载荷各自的载荷出现频次。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述按照所述列车载荷谱调用与所述目标列车对应的轮轨系统三维模型进行载荷施加模拟,得到目标列车的与所述预设里程匹配的轮辋危险部位应力谱的步骤,包括:将所述列车载荷谱所对应的各个等级载荷分别按照对应载荷出现频次施加在所述轮轨系统三维模型上进行轮轨系统静态接触力学行为仿真,得到各个等级载荷下目标列车的轮辋危险部位的轮辋危险应力及应力出现频次;

将所述列车载荷谱所对应的不同等级载荷各自对应的轮辋危险应力及应力出现频次进行数据整理,得到所述轮辋危险部位应力谱。

4.根据权利要求1‑3中任意一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述轮辋危险部位应力谱确定需作用在所述目标列车的轮轨钢疲劳试样的与期望模拟里程对应的目标应力和应力施加频次的步骤,包括:对所述轮辋危险部位应力谱中所有轮辋危险应力各自的应力出现频次进行降序式排序处理,得到对应的应力频次排序结果;

针对所述轮辋危险部位应力谱中的每种轮辋危险应力,将该轮辋危险应力的应力出现频次与所述预设里程进行除法运算,得到该轮辋危险应力在目标列车服役过程中的单位里程内出现频次;

从所述轮辋危险部位应力谱中选取应力频次排序结果中排名最靠前的至少一种轮辋危险应力作为所述目标应力;

针对每个所述目标应力,将该目标应力的单位里程内出现频次与所述期望模拟里程进行乘法运算,得到该目标应力的应力施加频次。

5.一种轮轨钢等效疲劳损伤模拟装置,其特征在于,所述装置包括:

列车载荷谱获取模块,用于获取目标列车服役预设里程时的列车载荷谱;

轮辋应力谱模拟模块,用于按照所述列车载荷谱调用与所述目标列车对应的轮轨系统三维模型进行载荷施加模拟,得到目标列车的与所述预设里程匹配的轮辋危险部位应力谱;

试样作用参数确定模块,用于根据所述轮辋危险部位应力谱确定需作用在所述目标列车的轮轨钢疲劳试样的与期望模拟里程对应的目标应力和应力施加频次;

等效疲劳试验驱动模块,用于驱动疲劳试验机按照确定出的目标应力及应力施加频次在所述轮轨钢疲劳试样上开展疲劳试验,得到目标列车服役期望模拟里程时的轮轨钢等效疲劳损伤数据。

6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述列车载荷谱获取模块包括:载荷值计算子模块,用于根据目标列车的轮对重量及列车轴重,计算所述目标列车在所述列车载荷谱所对应的多级载荷中的第一级载荷的载荷值;

载荷频次计算子模块,用于根据所述第一级载荷在预设里程服役过程中的出现概率,以及所述多级载荷在目标列车服役过程中的出现频率,计算所述第一级载荷在所述预设里程服役过程中的载荷出现频次;

所述载荷值计算子模块,还用于根据所述多级载荷中不同等级载荷之间的预设载荷比,基于所述第一级载荷的载荷值计算所述多级载荷中不同等级载荷各自的载荷值;

所述载荷频次计算子模块,还用于根据所述多级载荷中不同等级载荷之间的预设频次比,基于所述第一级载荷的载荷出现频次计算所述多级载荷中不同等级载荷各自的载荷出现频次。

7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述轮辋应力谱模拟模块包括:轮轨接触仿真子模块,用于将所述列车载荷谱所对应的各个等级载荷分别按照对应载荷出现频次施加在所述轮轨系统三维模型上进行轮轨系统静态接触力学行为仿真,得到各个等级载荷下目标列车的轮辋危险部位的轮辋危险应力及应力出现频次;

应力整理输出子模块,用于将所述列车载荷谱所对应的不同等级载荷各自对应的轮辋危险应力及应力出现频次进行数据整理,得到所述轮辋危险部位应力谱。

8.根据权利要求5‑7中任意一项所述的装置,其特征在于,所述试样作用参数确定模块包括:应力出现频次排序子模块,用于对所述轮辋危险部位应力谱中所有轮辋危险应力各自的应力出现频次进行降序式排序处理,得到对应的应力频次排序结果;

应力频次分布计算子模块,用于针对所述轮辋危险部位应力谱中的每种轮辋危险应力,将该轮辋危险应力的应力出现频次与所述预设里程进行除法运算,得到该轮辋危险应力在目标列车服役过程中的单位里程内出现频次;

试样作用应力确定子模块,用于从所述轮辋危险部位应力谱中选取应力频次排序结果中排名最靠前的至少一种轮辋危险应力作为所述目标应力;

作用应力频次确定子模块,用于针对每个所述目标应力,将该目标应力的单位里程内出现频次与所述期望模拟里程进行乘法运算,得到该目标应力的应力施加频次。

9.一种计算机设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序,所述处理器可执行所述计算机程序,以实现权利要求1‑4中任意一项所述的轮轨钢等效疲劳损伤模拟方法。

10.一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求1‑4中任意一项所述的轮轨钢等效疲劳损伤模拟方法。