简介：高速动车组转向架焊接构架的疲劳失效大多由多级复杂载荷作用下的疲劳损伤累积引起.在多级加载下,疲劳损伤的累积过程呈现出明显的载荷顺序效应和载荷相互作用效应,使疲劳损伤分析和疲劳寿命预测复杂化.疲劳损伤分析常用的Palmgren-Miner线性累积损伤模型无法描述多级加载下损伤的非线性行为,基于非线性累积损伤准则的Manson-Halford模型因未考虑载荷相互作用效应而造成了多级加载疲劳寿命预测的不准确性.为解决传统的Manson-Halford非线性累积损伤模型损伤分析的不准确性,通过将生态学中有机物的分解类比于材料在多级加载下力学性能的退化的方式,提出改进的Manson-Halford非线性累积损伤模型,并对其合理性和准确性进行验证.以某动力车转向架构架为研究对象,根据UIC615-4标准施加多级载荷,应用等效结构应力和确定概率的主S-N曲线计算构架损伤值,并基于Palmgren-Miner线性累积损伤模型、传统的Manson-Halford非线性累积损伤模型和改进的Manson-Halford非线性累积损伤模型对比分析构架多级载荷下的累积损伤.研究结果表明:3种模型分析所得构架的累积损伤值均小于1,构架疲劳强度满足要求.改进的Manson-Halford非线性累积损伤模型提高了多级加载疲劳损伤分析和疲劳寿命预测的准确性,并且相比于Palmgren-Miner线性累积损伤模型的损伤分析更加保守,相比于传统的Manson-Halford非线性累积损伤模型没有损失较多的设计安全裕量,因此能够应用于多级加载下结构的疲劳损伤分析.研究结果为进一步提高高速动车组转向架构架等关键结构的疲劳损伤分析与服役寿命预测的合理性和准确性提供参考.展开
