机械工程学报

作者：徐宁, 孙占勇, 杨超, 任尊松, 杨广雪, 周义昌, 屈升

单位：1. 北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044;2. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031

关键词：动车组,设备舱底板,动应力,疲劳,运用工况,频域特征；

基金：国家重点研发计划(2021YFB3400705-04),国家自然科学基金(52205085,U2368215),四川省自然科学基金(2025ZNSFSC0398)资助项目。

车体设备舱底板疲劳可靠性受振动和气动载荷等多种因素的影响，致其更易于发生疲劳损伤，其疲劳可靠性是车辆安全运用中不容忽略问题。以某型动车组车体设备舱底板为研究对象，完成多节车车下设备舱底板不同位置动应力测点布置，于某客运专线进行跟踪测试。基于测试动应力数据，经数字信号处理和统计计数，得到各疲劳关键测点的应力谱。结合Miner损伤理论及母材和焊缝S-N特性，计算设备舱底板及其安装梁各测点单位里程损伤及全寿命周期下等效应力幅，分析不同运行速度、明线稳态及隧道通过等运行工况变化对于应力响应特征及疲劳损伤的影响情况，分析设备舱底板动应力的频域特征及不同频段振动能量对其疲劳伤损的贡献。结果显示，运用速度对设备舱底板疲劳损伤影响较大，由200 km/h增至300 km/h时，中部螺栓安装孔边的等效应力幅增加近30 MPa。与直线运行相比，曲线通过过程对设备舱底板螺栓安装孔的应力影响并不明显，等效应力幅增加小于3 MPa。运用中处于迎风侧的设备舱底板，其损伤要一定程度大于其处于非迎风侧的情况。设备舱底板中部疲劳伤损更多来自纵向振动，纵向和横向振动均对安装孔边位置疲劳损伤有一定贡献，且以20～40 Hz频段成分的贡献为主。运行速度提高后，设备舱底板弹性振动更易被激发。隧道通过时，对22 Hz这一主频下振动幅值有明显增加，对其他主频对应幅频特征改变很小。

来源：2026年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2026年第2期