丁然
- 作品数：8 被引量：55H指数：4
- 供职机构：北京交通大学机械与电子控制工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划北京市科技新星计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程理学更多>>
- 基于损伤累积模型的可靠度保守估计方法
- 2019年
- 提出一种通过代数和计算可靠度保守估计的方法,导出了损伤服从不同分布时可靠度保守估计的条件.结合应用实例,对比本文计算结果和Monte-Carlo模拟结果,验证了本文所提方法的可行性与合理性.
- 丁然李强
- 关键词：疲劳寿命分析中心极限定理
- 城际动车组轮轨力统计特征被引量：8
- 2019年
- 目前很少见与城际动车组相关的轮轨力方面的研究。考虑到其速度等级和线路条件等均与高速动车组有很大不同,有必要对其轮轨力作进一步的研究。利用测力轮对技术对某城际动车组的轮轨力进行4600km的线路测试,结果表明提速后的新修线轮轨力的动荷系数为0.25～0.35,对比既有线没有明显变化,且与350 km/h高速动车组也无明显差异。统计结果表明即使是同一线路的去程和返程,其轮轨力垂、横向分力的联合分布也有明显差异。所得轮轨力的载荷谱和各种典型运用工况下的具体统计特征可用于车辆安全性、可靠性的评估及车辆动力学等相关领域的后续研究。
- 丁然李强任尊松
- 关键词：测力轮对轮轨力城际动车组谐波分析
- 转向架构架载荷谱频域校准与建立方法被引量：2
- 2019年
- 分析了时域内准静态载荷-应力传递关系,以载荷间互谱密度的参数作为载荷耦合作用的表征量,基于多轴频域疲劳基本理论推导了频域内等效应力的表达式;得到了与多轴加载等效的分立载荷系的表达式;为保证载荷谱计算损伤可以覆盖线路实测损伤,以应力信号自功率谱密度的0阶谱矩作为表征损伤的参量,约束载荷对测点损伤的贡献占比,根据损伤一致性原则,采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法进行载荷校准;对国内某型地铁转向架构架进行线路测试,获得了载荷和应力数据,并进行了数据分析。研究结果表明:载荷系中构架横向载荷的线路实测方差最大,为5.08,电机横向载荷方差最小,为0.02;频域内考虑载荷耦合效应的损伤校准精度为1.08×10^-5,而采用时域分立谱的损伤校准精度为2.91×10^-3,频域法比时域法的校准精度提高了99.63%;频域内考虑耦合作用的载荷校准系数的综合调整倍数为31.81,相比时域内采用分立谱校准系数的调整倍数下降了41.71%,频域法的系数调整最大倍数为6.99,时域法为15.68,前者比后者降低了55.42%。可见:频域内考虑载荷耦合作用的校准方法在误差精度上要优于时域内采用分立谱的校准方法;频域法的系数调整比例的分散度低于时域法,校准载荷更接近实测载荷,校准结果可信度高;由于校准过程中考虑了载荷间的关联性,研究得到的载荷系可同时应用于试验台多轴加载以及仿真独立加载,实现了2种加载方式的统一,为构架载荷谱的建立方式提出了新思路。
- 张子璠李强丁然连青林
- 关键词：车辆工程载荷谱
- 基于漏探概率的车轴探伤周期制定方法被引量：4
- 2017年
- 针对现行车轴探伤周期制定方法存在的车轴剩余寿命计算结果与实际相差较大、不能在要求的可靠度下制定尽量长的车轴探伤周期和计算车轴裂纹随机扩展条件下探伤周期的可靠度等问题,将沿周向扩展车轴表面裂纹的深度抽象为一维伽马随机过程,建立基于伽马随机过程的车轴裂纹扩展模型;基于试验和运营中取得的车轴裂纹扩展数据从统计学的角度描述车轴裂纹的扩展过程,推导基于漏探概率的车轴失效函数和可靠度函数,建立揭示车轴的剩余寿命、漏探概率和可靠度三者间关系的新的车轴探伤周期制定方法;验证结果表明:采用新方法生成的车轴裂纹效果与实际基本吻合,可计算任意探伤周期的可靠度和给定可靠度下的探伤周期,为车轴探伤周期的制定提供了理论基础。
- 丁然李强
- 关键词：车轴可靠性剩余寿命
- 基于信息熵的城轨车辆应变传感器优化布置被引量：5
- 2020年
- 针对传统的传感器优化方法在配置数量较多的情况下存在测点聚集的现象,基于信息熵理论分析了优化结果和预测误差间的关系,并提出了一种考虑预测误差的改进优化方法,将归一化模态应变能之和的倒数作为预测误差协方差矩阵的主对角元,非对角元由结合了测点距离和响应水平的指数相关方程表示,以最大化Fisher信息阵行列式值为目标,采用逐步累积法得到最优测点位置.城轨车辆构架有限元计算结果表明,改进的优化方法在三种评价准则的表现上均优于经典方法,并且显著降低了测点聚集效应,证实了改进方法用于转向架构架应变传感器配置的有效性.
- 张子璠李强刘汉文丁然
- 关键词：城轨车辆转向架构架传感器优化配置应变模态信息熵
- 动车组轴箱轴承基于实测载荷的寿命预测方法被引量：32
- 2016年
- 针对动车组轴箱轴承所受载荷的复杂随机性,在轴箱弹簧和转臂载荷测试技术基础上,对某型动车组动力转向架轴箱进行线路实测,获取典型线路段弹簧和转臂的载荷时间历程以及列车运行速度信息,以ISO 281:2007标准方法为基础,研究结合损伤的轴承寿命预测方法。同时也分析动车组轴箱轴承复杂的受载特性,给出将所测弹簧和转臂载荷近似转化为轴承的径向和轴向载荷的方法;计算轴箱轴承在实际运行的复杂载荷下不同可靠度的预测寿命,并与传统ISO标准方法计算结果进行对比,结果表明该预测方法相对保守,偏于安全;另外,计算低速进出库路段轴承疲劳寿命,其寿命比正常高速运行小很多,从损伤角度来看,动车组轴箱轴承低速进出库比正线高速运行的每公里损伤值更大;结合不同工况百分占比,给出轴承预测寿命,结果表明该寿命预测方法合理,可用于指导高铁轴箱轴承设计以及相关理论研究。
- 刘德昆李强王曦丁然
- 关键词：动车组轴箱轴承
- 城际动车组车轴应力谱的极值推断被引量：3
- 2021年
- 为评估车轴的可靠性或扩展车轴的应力谱,需要预判车轴全寿命期内的最大应力.首先,综合考虑推断精度和统计效率等因素,基于Sturges公式选取0.5 MPa为组距对实测车轴应力-时间历程进行雨流计数,得到车轴应力的经验累积分布函数.其次,针对不同的门槛限值计算应力的经验均值超限函数,通过确定经验均值超限函数的拐点确定合理门槛限值.然后,基于Pickands-Balkema-de Haan定理,利用广义帕累托分布拟合车轴应力的超限分布函数,并通过拟合分布外推车轴全寿命期内的最大应力.最后,利用实测车轴应力数据进行了验证.研究结果表明:为评估车轴寿命期内的最大应力,大约需要不少于3000 km的线路测试;基于13.5 t轴重实测数据推断的应力极值比基于14.1 t轴重计算的校核应力高出13%,因此完全按照设计轴重满载运营,需格外谨慎.
- 丁然李强王文静
- 关键词：车轴
- 基于实测动应力分析的车轴台架试验谱编制被引量：3
- 2022年
- 通过长距离线路动应力测试,编制适用于车轴磁粉探伤周期优化研究的台架试验谱。首先,分析测试结果中车辆载重、线路工况、运行交路对车轴动应力的影响,并考虑车轮失圆的影响,确定不同影响因素的灵敏度;然后,进行应力谱极值推断,得到车轴外推应力谱;最后,得到台架试验谱,并开展台架疲劳试验。结果表明:车轴最大应力截面上的最高频次应力,在动车组满载运行时增大至空载运行时的1.2倍,在曲线和道岔工况下相较于直线工况分别增大了15.6%和13.0%;车轴动应力极值在动车组运行于不同交路时约有16 MPa的波动,随着外推里程的增加,极值逐渐趋于稳定;外推应力谱可划分为极值应力区、高频次应力区、过渡应力区3个区域,在应力分区的基础上等损伤建立了3级台架试验谱;在完成含表面2 mm深弦形缺陷车轴的108周次疲劳加载台架试验后,缺陷表面和根部未萌生微裂纹,车轴磁粉探伤周期延长具有较强的可行性。
- 王文静闫瑞国丁然梁韵琪李忠文
- 关键词：高速动车组应力谱极值理论
