机械工程学报

作者：杨广雪, 安钱钱, 李爽, 张子璠, 李广全, 李国顺, 陈璨

单位：1. 北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044;2. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 青岛 266111;3. 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所 北京 100081

关键词：动车组,齿轮箱,动应力,累积损伤,组合分布；

基金：国家自然科学基金(12072020)和国家重点研发计划(2018YFB1201704)资助项目。

通过在标准动车组齿轮箱关键部位布置应变传感器获得齿轮箱动应力时间历程曲线,结合GPS信号分析高、低速直线运行,牵引状态变化和转矩波动工况下齿轮箱动应力的变化规律。利用雨流计数法统计齿轮箱动应力幅值,并采用核密度估计函数和威布尔分布函数对其进行拟合分析。在此基础上提出组合分布函数来推断动应力最大值并编制动应力扩展谱,最后根据Miner线性累积损伤理论得到不同应力等级对齿轮箱疲劳损伤的贡献量。结果表明,列车运行速度、电机输出转矩对齿轮箱动应力幅值均有不同程度的影响;依据基于核密度函数和威布尔分布函数提出的组合分布函数,求解得到齿轮箱端部动应力最大值为25.43 MPa;根据采用组合分布概率密度函数编制的齿轮箱动应力扩展谱,得到齿轮箱端部在9~17 MPa的应力所产生的疲劳损伤比重约占全部损伤的71.3%,因此在齿轮箱疲劳损伤评估时应关注结构中作用频次高的应力幅值,避免齿轮箱结构的早期疲劳失效。

来源：2022年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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