基于简化载荷谱法与雨流计数法的接触网疲劳寿命对比分析

毕继红，陈花丽，任洪鹏

(1.天津大学建筑工程学院，天津 300072;2.滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室 (天津大学)，天津 300072)

1 概述

电动车组高速运行时弓网耦合系统的动态受流对接触线产生较高的循环应力，动应力时程(应力谱)产生较大的波动，应力幅值很大，比低速时更容易发生疲劳破坏，因此对接触网进行精确的寿命预测至关重要。彭再恒[1]采用简化载荷谱法仅取应力谱的最大值和最小值，估算接触线在这个最大的应力循环下的疲劳寿命，不能精确预测高速运行时接触网的寿命。

雨流计数法简称雨流法[2]，即把载荷谱曲线旋转90o，时间坐标轴竖直向下，数据记录犹如一系列屋面，从表面看上去好像雨流从载荷的峰谷处流下，凡起始于波谷(峰)的雨流遇到比它更低的谷(峰)值便停止，即上一段雨流被下一段雨流“截断”而形成一个全循环，故称为雨流计数法。雨流计数法能将载荷谱以离散载荷循环的形式表示出来，计数结果用应力幅值和应力均值来表示[3]，广泛应用于随机载荷谱下的疲劳寿命估算。董乐义/罗俊[4]、周俊/童小燕[5]等人提出了雨流计数法在程序中的具体实现方法，简单有效并易于操作。

2 接触网疲劳寿命估算的2种方法

2.1 简化载荷谱法分析疲劳寿命

弓网耦合系统动态模拟得到的接触线各单元的动应力时程(即应力谱)，是变幅应力谱，简化后再进行疲劳寿命估算，具体分析过程见图1，分析步骤如下。

(1)应力谱的简化

取应力时程的应力最大值和应力最小值，二者相减得到最大的应力幅。……