铁道车辆疲劳可靠性设计Goodman-Smith图的绘制与应用解析

"铁道车辆疲劳可靠性设计Goodman-Smith图的绘制与应用" 在铁道车辆的疲劳可靠性设计中，Goodman-Smith图扮演着至关重要的角色。这张图结合了疲劳应力幅、平均应力和材料的机械性能，为结构部件的疲劳设计提供了依据。Goodman-Smith图通常基于中短寿命（例如107、2×106或5×106 cycles）的疲劳SN曲线来确定不同可靠性水平下的疲劳强度，并且可以用作设计标准，例如在日本的JISE4207-1992铁道车辆用转向架设计通用规则和国际铁路联盟（UIC）的OREB12/RP17货车标准中。 在绘制Goodman-Smith图时，研究者赵永翔、杨冰、彭佳纯和张卫华提出了全概率方法，这种方法基于中短寿命和长寿命的概率疲劳SN曲线。他们建议以车轮旋转一周、疲劳主应力交变一次作为基本循环特征，用行驶里程（以万km为单位）来表示疲劳寿命，这对于铁道车辆来说更为合适。然而，如果设计寿命或循环特征与Goodman-Smith图的标准不匹配，可以通过引入换算系数进行修正。 此外，考虑到结构部件的疲劳载荷模式可能不同于绘制Goodman-Smith图时的试验载荷模式，可以引入折算系数进行调整。同样，当结构部件的形状、尺寸、表面质量和环境条件等因素与试验样本有差异时，也需要相应的修正系数。这些修正系数的表达式在研究中得到了详细阐述。 为了验证该方法的可行性，研究者以1150钢的疲劳可靠性设计Goodman-Smith图的绘制、修正为例，并将其应用于铁道车辆车轴的设计。通过这种方法，可以更准确地评估和预测结构部件在实际运行中的疲劳寿命和可靠性，从而提高铁道车辆的安全性和耐久性。 关键词涉及：疲劳可靠性设计、Goodman-Smith图、铁道车辆。本研究对U270.2（交通运输设备）和0346.2（金属材料）类别的工程设计具有指导意义，其文献标识码为A，表明这是一项原创性的科学研究工作。