高速动车组钢制焊接结构疲劳强度的研究方法对比分析

周 茜 但 龙

（中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111）

1 简介

国外在高速动车组运行的同时，对高速动车组的各项关键零件部件的疲劳强度进行了大量的研究。欧洲以及日本学者在进行大量疲劳实验与线路动应力试验的基础上，制定了机车车辆承载部件结构设计以及强度考核的一系列标准。目前，国外对焊接结构疲劳的试验标准包括JIS 4207、BS 7608、DVS 1612、IIW 1832、UIC 515 等。疲劳分析的方法也包括各个标准中所涉及的名义应力法、热点应力法、主S-N 曲线法、断裂力学法等。这些方法也有各自的优点与缺点。

目前，常用的2 种焊缝强度评估方法是基于名义应力与焊缝质量等级的强度评估法和基于应力极限图的强度评估法。DVS 和IIW 等标准以及相关文件包括了焊缝等级划分的焊接接头强度评估方法。这种方法需要将焊缝根据接头形式划分为不同的质量等级，然后根据不同的质量等级，选择不同的S-N曲线或应力极限图进行强度评估或寿命计算。因此，需要通过大量的实验来确定不同质量等级焊缝的S-N曲线和应力极限线图。

另一种焊缝强度评估方法不需要对焊缝进行质量等级划分，直接在焊趾处（或焊趾附近）用应变片采集应力数据即可。该方法包括了应力集中、残余应力和焊缝结构形式等影响因素，是国内轨道车辆企业常用的一种强度评估方法。此前，我国机车车辆各关键承载部件的疲劳强度的评估主要是参照ERRI（European Rail Research Institute）B12/RPl7 报告给出的方法和Goodman 曲线进行评定。……