基于光纤光栅传感器的动车组结构累积损伤预测系统设计
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  • 英文篇名:Design of cumulative damage prediction system for EMU based on fiber Bragg grating sensor
  • 作者:李云鹏 ; 丁彦闯 ; 薛立成
  • 英文作者:Li Yunpeng;Ding Yanchuang;Xue Licheng;School of Mechanical Engineering,Dalian Jiaotong University;School of EMU Application & Maintenance Engineering,Dalian Jiaotong University;
  • 关键词:光纤光栅传感器 ; 动车组 ; Miner损伤理论 ; LabVIEW
  • 英文关键词:fiber grating sensor;;EMU;;Miner damage theory;;LabVIEW
  • 中文刊名:DZCL
  • 英文刊名:Electronic Measurement Technology
  • 机构:大连交通大学机械工程学院;大连交通大学动车运用与维护工程学院;
  • 出版日期:2018-03-23
  • 出版单位:电子测量技术
  • 年:2018
  • 期:v.41;No.290
  • 语种:中文;
  • 页:DZCL201806018
  • 页数:4
  • CN:06
  • ISSN:11-2175/TN
  • 分类号:101-104
摘要
为降低动车组维护成本及减少电磁干扰,采用光纤光栅技术对动车组结构疲劳寿命进行预测。开发了针对动车组焊接结构的动应力数据采集和累积损伤预测系统,在动车组焊缝部位布置光纤光栅传感器,采用光纤光栅动态解调仪SM130进行光波信号解调,工控机进行采集控制与数据存储。基于LabVIEW软件开发数据采集与处理、雨流计数、S-N曲线编制、损伤及寿命计算程序。利用IIW国际焊接学会标准中的焊接接头S-N曲线数据,基于Miner累积损伤原理进行疲劳寿命预测。采用本系统对某高速动车组设备舱支架焊缝进行动应力监测及损伤预测,损伤预测结果为3.29×10-6,可运用里程3.3×107 km,满足设计寿命1 200万公里的要求。本系统可用于强电磁干扰环境下焊接结构的疲劳损伤监测。
        In order to reduce the maintenance cost of EMU and the electromagnetic interference,the FBG technology is applied to predict the fatigue life of the EMU.The dynamic stress data acquisition and cumulative damage prediction system for the welding structure of EMU are developed.The FBG sensor is arranged on the welding seam of EMU.The optical fiber signal demodulator SM130 is used to demodulate the light signal.The IPC controls the data collection and control storage.Based on LabVIEW software develops data acquisition and processing,rain flow count,S-N curve preparation,damage and life calculation program.By IIW S-N curve data for welded joints in the International Welding Society standard,the fatigue life prediction based on Miner cumulative damage theory.A high-speed EMU equipment cabin bracket weld is monitored and dynamic stress damage prediction by this system.The damage prediction is 3.29×10-6,the available mileage is 3.3×107 km,they meet the design life of 12 million kilometers of requirements.The system can be used for fatigue damage monitoring of welded structures under strong electromagnetic interference environment.
引文
[1]马崇岩.高速铁路运输成本问题研究[D].成都:西南交通大学,2014.
    [2]张涛,王东坡,邓彩艳,等.双周疲劳载荷作用下焊接接头线性累计损伤分析[J].焊接学报,2014,35(3):61-65,116.
    [3]张廷秀,陈换过,蔡丽,等.CRH5型高速动车组车轮轮辋疲劳寿命分析[J].浙江理工大学学报,2015,33(11):824-828.
    [4]黄新波,廖明进,徐冠华,等.采用光纤光栅传感器的输电线路铁塔应力监测方法[J].电力自动化设备,2016,36(4):68-72.
    [5]董思.高速转向架构架动荷特征对比分析[D].大连:大连交通大学,2013.
    [6]马尚荣.基于光纤光栅传感器的分布式温度监测系统研究[D].北京:北京交通大学,2012.
    [7]王子谦.基于光纤光栅的应变监测研究[D].北京:北京交通大学,2010.
    [8]DENG Y,DING Y L,LI A Q.Fatigue reliability assessment for bridge welded details using long-term monitoring data[J].Science China,2011,54(12):3371-3381.
    [9]胡勇涛.基于光纤传感的焊接温度、应变实时监测[D].南昌:南昌大学,2014.
    [10]卢耀辉.铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D].成都:西南交通大学,2011.
    [11]米承继,谷正气,伍文广,等.随机载荷下矿用自卸车后桥壳疲劳寿命分析[J].机械工程学报,2012,48(12):103-109.
    [12]王玉伟.基于实测载荷的CRH2型动车组车体枕梁疲劳强度研究[D].北京:北京交通大学,2015.
    [13]王悦东,崔瑞杰,杨鑫华.基于IIW标准的轨道车辆焊接结构疲劳预测系统的设计与实现[J].大连交通大学学报,2011,32(2):16-18.
    [14]刘洪涛.高速动车组转向架焊接构架的疲劳损伤机理及疲劳寿命评估[D].大连:大连交通大学,2010.
    [15]黄长武.基于实测应力谱的CRH380AL动车组转向架构架疲劳强度研究[D].北京:北京交通大学,2013.

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