[发明专利]铁路货车车体焊缝疲劳寿命的评估方法及装置、系统

说明书

本发明公开了一种铁路货车车体焊缝疲劳寿命的评估方法及装置、系统。其中，该方法包括：基于ANSYS软件得到焊缝结构的特征参数，根据特征参数得到焊缝结构的多个节点的模态结构应力；将模态中性文件传输至ADAMS平台得到模态坐标时间历程；对模态结构应力进行叠加得到结构应力时间历程；对结构应力时间历程进行预雨流计数，得到结构应力变化范围和结构应力变化范围出现的次数；确定动态等效结构应力变化范围以及动态等效结构应力变化范围出现的次数；将动态等效结构应力变化范围以及动态等效结构应力变化范围出现的次数和主S‑N曲线对车体焊缝进行疲劳寿命评估。本发明解决了现有技术中对货车车体焊缝疲劳的预测精度比较低的技术问题。

技术领域

本发明涉及疲劳寿命评估技术领域，具体而言，涉及一种铁路货车车体焊缝疲劳寿命的评估方法及装置、系统。

背景技术

铁路货车的疲劳可靠性是十分重要的，更是影响运行安全的关键因素之一。车体疲劳可靠性的薄弱部位是焊接接头，在运用环境中，焊接结构的焊缝开裂是结构失效的主要形式之一，焊接结构的疲劳寿命决定车体的使用寿命。现阶段，一般是采用实车试验及计算机辅助技术来评价车体的疲劳寿命。实车试验结果比较准确，但是周期较长，成本较高，导致疲劳寿命预测精度低，工程应用价值有限。

基于上述对货车车辆车体焊缝预测精度较低的弊端，现有技术中存在将动态结构应力进行静态换算，结合主S-N曲线，实现了对焊接结构的抗疲劳性能评估的程序化，基于ANSYS平台编制了WSF疲劳评估软件。然而，上述现有技术存在以下两个方面的缺陷：一方面，将动态结构应力进行静态换算实际上是属于准静态流程；另外一个方面，其所使用的载荷谱为标准载荷谱或线路载荷谱，计算结果无法与试验台架的结果进行比对。因此，利用现有技术中提供的货车车体焊缝疲劳的预测方法也无法有效提高车体焊缝疲劳寿命的预测精度。

针对上述现有技术中对货车车体焊缝疲劳的预测精度比较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种铁路货车车体焊缝疲劳寿命的评估方法及装置、系统，以至少解决现有技术中对货车车体焊缝疲劳的预测精度比较低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种铁路货车车体焊缝疲劳寿命的评估方法，包括：建立目标车辆的车体有限元模型，并利用ANSYS软件对所述车体有限元模型进行模态分析得到模态中性文件，其中，所述车体有限元模型中包括所述目标车辆的焊缝结构；利用所述ANSYS软件对所述模态中性文件进行分析得到所述焊缝结构的特征参数，并根据所述特征参数得到所述焊缝结构对应的多个节点的模态结构应力；将所述模态中性文件传输至ADAMS平台进行动力学计算，得到模态坐标时间历程，并将所述模态坐标时间历程导入所述ANSYS软件；根据所述模态坐标时间历程，对所述模态结构应力进行叠加得到结构应力时间历程；对所述到结构应力时间历程进行预雨流计数，得到结构应力变化范围和所述结构应力变化范围出现的次数；通过所述结构应力变化范围和所述结构应力变化范围出现的次数确定动态等效结构应力变化范围以及所述动态等效结构应力变化范围出现的次数；将所述动态等效结构应力变化范围以及所述动态等效结构应力变化范围出现的次数和主S-N曲线对所述目标车辆的车体焊缝进行疲劳寿命评估。

可选地，在建立目标车辆的车体有限元模型的同时，该铁路货车车体焊缝疲劳寿命的评估方法还包括：在所述车体有限元模型中生成所述焊缝结构对应的焊线节点组和焊线单元组。

可选地，在所述车体有限元模型中生成所述焊缝结构对应的焊线节点组和焊线单元组之后，该铁路货车车体焊缝疲劳寿命的评估方法还包括：对所述焊缝结构对应的焊线节点以及焊线单元进行排序；其中，对所述焊缝结构对应的焊线节点以及焊线单元进行排序包括：确定所述焊缝结构对应的焊线的起始节点；在所述ANSYS软件中选取与所述起始节点对应的焊线单元；确定所述焊线的方向，并根据所述起始节点和所述焊线的方向自动搜索相邻节点，以对所述焊缝结构对应的焊线节点以及焊线单元进行排序。