机械工程学报

作者：肖乾, 黄文龙, 陈道云, 孙守光, 李强, 石晓玲

单位：1. 华东交通大学机车车辆智能运维铁路行业重点实验室 南昌 330013;2. 北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044;3. 吕梁学院资源与机械工程系 吕梁 033001

关键词：应力谱,非线性累积损伤,扩展因子法,Levenberg-Marquardt优化算法,等效损伤,疲劳寿命；

基金：国家自然科学基金(52372327,52202468); 江西省自然科学基金(20232BAB204104); 山西省基础研究计划(202203021222316); 吕梁市高新领域重点研发(2023GXYF12)资助项目。

为对某型高速列车转向架构架进行疲劳可靠性评估，基于相关分析结果选取构架部分关键测点进行线路试验，在采集到线路实测动应力后，经过雨流计数处理得到一维应力谱；分别介绍Corten-Dolan和Manson-Halford两种非线性损伤理论模型的建立过程，并以考虑载荷间的相互作用以及加载次序为切入点，对模型进行修正；基于扩展因子法对实测应力极值进行推断，结合概率密度分布函数将所有测点的应力谱扩展至全寿命周期，以此为依据筛选出评估精度较高的Corten-Dolan非线性模型，其中，为提高拟合精度，采用Levenberg-Marquardt优化回归算法进行参数寻优处理；基于等效损伤理论推导出非线性理论下的等效应力计算公式，将实测应力谱代入相应公式中对各测点的等效应力进行分析计算，并结合三种存活率下的S-N曲线，对两种牌号的构架材料进行疲劳寿命对比分析。研究结果表明，在构架最薄弱测点处采用牌号为SMA的材料可使疲劳寿命得到延长。

来源：2025年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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