[發(fā)明專利]一種確定軌道車輛部件壽命的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010530145.8
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN113804466B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾祥浩;賀冠強;劉永江;吳書舟;陳俊;周斌;王亮;李榆銀;彭宣霖;黃迪
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 徐偉

1.一種確定軌道車輛部件壽命的方法，其特征在于，所述軌道車輛部件包括結(jié)構(gòu)件，所述方法包括：

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強度仿真和/或產(chǎn)品服役實際情況，確定所述結(jié)構(gòu)件上易產(chǎn)生裂紋的位置；

根據(jù)所述易產(chǎn)生裂紋的位置的受力情況及所述結(jié)構(gòu)件的部件結(jié)構(gòu)，確定應(yīng)力強度因子的計算式；

對所述結(jié)構(gòu)件開展裂紋擴展速率試驗，以得到相關(guān)斷裂韌度；

將所述相關(guān)斷裂韌度代入所述計算式，以計算允許臨界裂紋長度；以及

根據(jù)所述允許臨界裂紋長度及部件故障擴展速率，確定所述結(jié)構(gòu)件的故障壽命；

所述方法還包括：

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)件的維修數(shù)據(jù)確定故障定量情況與運行里程數(shù)的對應(yīng)關(guān)系；

對所述對應(yīng)關(guān)系進行統(tǒng)計分析以獲取故障擴展統(tǒng)計分布；以及

根據(jù)所述故障擴展統(tǒng)計分布對應(yīng)的可靠度函數(shù)，獲取固定置信度下的所述部件故障擴展速率；

還包括：

根據(jù)服役多年的結(jié)構(gòu)件的實際服役故障分布曲線，確定所述結(jié)構(gòu)件的歷史服役壽命；

對未服役或服役時間不長的結(jié)構(gòu)件進行環(huán)境加速試驗，以確定所述結(jié)構(gòu)件的加速試驗壽命；以及

以所述歷史服役壽命為主要參考因素，以所述加速試驗壽命為次要參考因素，確定所述結(jié)構(gòu)件的正常服役壽命；

還包括：

對所述結(jié)構(gòu)件失效的軌道車輛進行安全評估試驗，所述安全評估試驗包括振動試驗、密封性試驗、防水試驗及防火試驗中的一者或多者；

響應(yīng)于所述結(jié)構(gòu)件失效的軌道車輛通過所述安全評估試驗，將所述故障壽命及所述正常服役壽命之和作為所述結(jié)構(gòu)件的全壽命；以及

響應(yīng)于所述結(jié)構(gòu)件失效的軌道車輛未通過所述安全評估試驗，將所述正常服役壽命作為所述結(jié)構(gòu)件的全壽命。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述應(yīng)力強度因子的計算式的步驟包括：

根據(jù)所述易產(chǎn)生裂紋的位置的受力情況確定裂紋類型；

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)件的部件結(jié)構(gòu)確定裂紋擴展種類；以及

根據(jù)所述裂紋類型及所述裂紋擴展種類，確定所述應(yīng)力強度因子的計算式。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，確定所述應(yīng)力強度因子的計算式的步驟進一步包括：

響應(yīng)于所述裂紋類型及所述裂紋擴展種類為表面裂紋受均勻張力的Ⅰ型裂紋，確定所述應(yīng)力強度因子的計算式為其中，K_I為Ⅰ型裂紋的應(yīng)力強度因子，σ為應(yīng)力，a₁為裂紋長度，b₁為結(jié)構(gòu)件在裂紋方向的長度，函數(shù)以及

響應(yīng)于所述裂紋類型及所述裂紋擴展種類為中心裂紋受均勻張力的Ⅰ型裂紋，確定所述應(yīng)力強度因子的計算式為其中，a₂為裂紋的半長度，b₂為結(jié)構(gòu)件在裂紋方向的半長度。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

響應(yīng)于所述維修數(shù)據(jù)的數(shù)量少于預(yù)設(shè)的門檻值，對各維修數(shù)據(jù)兩兩做差擴展數(shù)據(jù)以擴展所述維修數(shù)據(jù)的數(shù)量。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進行所述環(huán)境加速試驗的步驟包括：

采用加速環(huán)境譜對所述未服役或服役時間不長的結(jié)構(gòu)件進行腐蝕疲勞試驗，其中，所述加速環(huán)境譜包括高于常規(guī)工況的溫度、載荷及腐蝕性中的一者或多者。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述正常服役壽命的步驟包括：

響應(yīng)于所述結(jié)構(gòu)件的服役可靠性關(guān)鍵指標高于所述服役多年的結(jié)構(gòu)件的服役可靠性關(guān)鍵指標，將所述歷史服役壽命作為所述正常服役壽命的下限，并將所述加速試驗壽命作為所述正常服役壽命的推測值。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述軌道車輛部件還包括電氣件，所述方法還包括：

對所述電氣件進行電路仿真及地面試驗，以獲取所述電氣件的電學相關(guān)參數(shù)的允許臨界值；

根據(jù)所述電氣件的維修數(shù)據(jù)確定所述電氣件的部件故障擴展速率；以及

根據(jù)所述允許臨界值及所述電氣件的部件故障擴展速率，確定所述電氣件的故障壽命。