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第1篇 可靠性设计基本知识及对机车车辆可靠性的综合分析1

1 虚拟样机技术在铁路机车车辆研发中的应用3

1.1 引言3

1.2 机车车辆产品虚拟样机的特点3

1.3 机车车辆产品虚拟样机系统的体系结构4

1.4 机车车辆虚拟样机系统应用实例5

1.5 虚拟样机技术的发展趋势8

1.6 结论9

2 对机车车辆可靠性的综合分析10

2.1 什么是可靠性技术10

2.2 机车车辆与可靠性10

2.3 机车车辆设计、制造、运用、维修过程中的可靠性原则11

2.4 提高机车车辆可靠性的方法12

2.5 结束语13

3 可靠性设计的基本知识14

3.1 机械可靠性设计概论14

3.2 可靠性设计变量及指标的基本概率运算19

3.3 可靠性数据的收集和分析35

3.4 可靠性技术42

第2篇 疲劳寿命的预测及基于寿命要求的设计反求67

1 基于AAR标准的铁路货车疲劳寿命预测软件开发69

1.1 概述69

1.2 铁路货车疲劳寿命预测软件算法原理71

1.3 I-DEAS二次开发关键技术研究84

1.4 疲劳寿命预测软件设计92

1.5 软件系统在工程实际中的应用102

1.6 总结与展望114

附录1 软件系统程序清单117

附录2 部分源程序代码120

2 疲劳分析的数值计算方法及实例128

2.1 引言128

2.2 疲劳载荷类型与S-N曲线129

2.3 疲劳强度的影响因素131

2.4 疲劳强度设计135

2.5 如何用有限元法进行疲劳分析140

2.6 实例分析141

3 英国标准（BS7608:1993）和国际焊接学会（IIW）标准简介及工程应用实例147

3.1 引言147

3.2 焊接接头S-N曲线细节及其特殊性147

3.3 焊接接头类型细节是控制焊接结构疲劳寿命的命脉148

3.4 基于英国标准（BS7608:1993）的疲劳寿命预测148

3.5 基于国际焊接学会（IIW）标准的疲劳寿命预测149

3.6 AAR/BS/IIW标准的个性与共性讨论149

3.7 几点体会151

4 焊接结构疲劳寿命预测的难点与对策153

4.1 几个基本概念153

4.2 焊接结构疲劳寿命预测的特殊性153

4.3 焊接结构疲劳寿命的流程及其难点154

4.4 疲劳断裂预防对策155

4.5 以一个故事作为结束语155

5 焊接接头细节与疲劳寿命157

5.1 两个基本概念157

5.2 几个简单对比157

5.3 从应力集中的力学本质看细节158

5.4 从S-N曲线的数学属性看细节160

5.5 “失之毫厘，差之千里”的寿命验证举例160

5.6 小结162

6 虚拟疲劳试验及其在重载敞车结构设计中的应用163

6.1 引言163

6.2 虚拟疲劳试验的基本意义与技术路线163

6.3 工程应用实例：重载敞车的虚拟疲劳试验164

6.4 小结167

7 改善焊接结构疲劳强度的工艺方法169

7.1 合理设计结构形式169

7.2 合理选择焊接接头形式170

7.3 改善焊趾几何形状降低应力集中的方法170

7.4 调整焊接残余应力场产生压缩应力的方法172

7.5 降低应力集中和产生压缩应力的复合方法175

7.6 提高接头疲劳强度的最新方法177

8 300 km/h高速转向架的研制180

8.1 引言180

8.2 转向架主要结构180

8.3 转向架主要技术参数181

8.4 有限元仿真计算分析182

8.5 构架的静强度和疲劳试验185

8.6 仿真计算和试验验证结果分析比较186

8.7 计算和试验分析的结论189

8.8 轮对和车轴以及其他部件的计算分析190

8.9 转向架的动力学性能计算分析191

8.10 转向架的整体试验194

8.11 体会194

第3篇 机车车辆产品可靠性案例197

1 240/275系列柴油机排气总管工作可靠性改进的案例199

2 240/275系列柴油机连杆螺钉工作可靠性改进的案例202

3 对DF4型内燃机车转向架有关问题的分析204

4 DF4型内燃机车车轴裂纹产生的原因及改进建议209

5 240/275系列柴油机钢顶铝裙组合活塞裙疲劳裂损失效分析212

6 某型增压器导风轮叶片断裂失效分析及预防措施218

7 DF7型内燃机车柴油机气门失效分析224

8 DF7C型内燃机车侧墙立柱开裂问题分析231

9 DF7D型内燃机车转向架轮对轴箱的可靠性分析234

10 牵引电动机转轴可靠性保证240

11 SS1型电力机车构架枕梁裂纹原因分析244

12 SS7型电力机车牵引杆座裂247

13 SS7型电力机车中间转向架滚子轴承裂252

14 SS7型电力机车牵引齿轮非正常磨耗254

15 SS7型电力机车牵引电动机悬挂座裂261

16 SS7D型电力机车牵引电动机悬挂臂座裂265

17 SS8型电力机车垂向减振器安装座及螺栓断裂原因分析269

18 帽儿山货车侧架折断重大事故272

19 转8A型转向架摇枕下部裂纹274

20 转8A型转向架摇枕、侧架有关疲劳可靠性问题的调查统计、计算分析和试验情况276

21 铁道车辆车轮剥离原因分析与对策282

22 G70B型低重心轻油罐车牵引梁优化设计287

23 C76B、C76C（100辆返厂车）质量问题概况291

24 C50型敞车中梁下盖板裂纹297

25 C13型敞车牵引梁过长的问题300

26 转K2型转向架适应主型货车的动力学性能可靠性改进302

27 转K6型转向架适应主型货车的动力学性能可靠性改进305

28 货车滚动轴承可靠性的研究313

29 皮碗式单元制动缸批量质量事故318

30 关于庐山号动车组事故分析321