摘要:目前，在国内铁路领域中对动车组轮对的检测使用大多数还是传统的检测方法。他们的缺点是不能对服役早期的疲劳破坏情况进行判别。近年来发展迅猛的金属磁记忆检测技术可以很好地弥补这一缺陷，提高检测的准确性和安全性。因此这项技术对于现在中国高速发展中国的铁路很有研究价值。基于此背景，本课题通过对CRH3轮对材25CrMo4的拉伸疲劳试验，获得了不同循环次数下试样的漏磁场强度数据，并对采集到的数据曲线绘制。提取磁记忆信号的几个重要特征值结果进行总结，分析CRH3轮对材料25Crmo4的应力分布和疲劳状况。

关键词：动车组轮对；漏磁场强度；疲劳分析；应力集中

Fatigue Performance Analysis of Wheelset based on Metal Magnetic Memory

Abstract:  At present, most of the detection and use of the wheelset of EMU in the domestic railway field is the traditional detection technology. Their shortcomings are that they can not destroy the fatigue in the early stage of service. In recent year, the rapid development of Metal Magnetic Memory detection technology can make a good complement to this shortcoming, improve the accuracy and operation of the detection. Security, this technology is very valuable for China's high-speed development of railway in China. Based on this background, the subject through the tensile fatigue test of CRH3 wheelset material 25Crmo4, the leakage magnetic field intensity data of samples under different cycle times are obtained, and the magnetic memory curves obtained by analyzing the collected data are detailed. The analysis of several important eigenvalues of magnetic memory signal is summarized and analyzed, so as to analyze the stress distribution and fatigue condition of CRH3 wheelset material.

Key words: EMU wheelset; Leakage magnetic field intensity; Fatigue ftate; Stress concentration

目录

1绪论 1

1.1本论文研究的背景和意义 1

1.2金属磁记忆检测技术国内外研究状况 1

1.2.1国内研究状况 2

1.2.2国外研究状况 2

1.3发展趋势 3

1.4本课题探讨的内容 3

2金属磁记忆检测技术 5

2.1金属磁记忆检测原理 5

2.2自发磁化和磁致伸缩现象 5

2.3磁滞效应和应力磁化反转现象 6

2.4金属磁记忆效应机理解释 7

2.5本章小结 9

3疲劳实验和磁记忆信号分析 10

3.1实验仪器和实验前期工作 10

3.1.1 GPS-100型疲劳试验机 10

3.1.2  TSC-2M-8 应力集中磁检测仪 10

3.1.3实验前期工作 12

3.2样品疲劳加载实验和磁记忆信号的采集 12

3.2.1样品实验方案 13

3.2.2疲劳实验结果 13

3.3 Ansys疲劳模拟仿真实验 15

3.4 本章小结 18

4磁记忆定量评估疲劳性能算法分析 19

4.1金属磁记忆特征量 19

4.2金属磁记忆疲劳算法分析 20

4.3 本章小结 29

5 总结与展望 30

5.1 总结 30

5.2 展望 30

参考文献 31

附件 33

1绪论

1.1本论文研究的背景和意义

自从2004年以来，我国相继与德国ICE、日本川崎重工和法国TGV等合作引进时速200km/h及以上的动车组，在随后的十几年内，国人通过自己积极的探索，内消化吸收形成自己的品牌。到2018年，各型号的动车组运行于我国各城市轨道交通干线之上。蓬勃发展的中国高铁是这个世界上人口最多的国家注入强劲的推动力，解决了穿越多种地形地貌，大容量运输和极大减少单趟运行时间等众多的铁路史上的难题，也让我国一跃而成为世界铁路强国。为了顺应社会的发展潮流，中国铁路对速度的要求变得越来越高，先后进行了几次大提速，铁路列车的运行速度越来越快，其各部件的工作运行环境也不断地恶化，对其可靠性和安全性的要求也就越高。在整个车辆系统中，轮对有着承载、产生黏着力和传递力等作用，其所受到的外部载荷的环境比较恶劣，它的疲劳破坏可能性相比于其它部件要高，所导致的后果非常严重。在1998年6月德国ICE高速列车在Eschede发生事故以后，轨道交通轮轨车辆轮对的疲劳问题逐步映入了研究者的眼帘，并逐步在车辆的研究中占据一定的地位。