题目：基于疲劳失效机理的高铁转向架可靠性与寿命分析

转向架是列车的走行装置，具有承载、减振、导向、牵引、制动等重要功能，决定了列车的运营速度和运行品质，是列车组的核心部件之一。随着高速列车速度的提高，转向架的振动加速度和频率也明显增加，因此研究高速列车的可靠性和安全性至关重要。疲劳断裂是高铁转向架的重要失效模式之一。为了保证高铁在其寿命周期内尽量少地发生可靠性问题，因此对高铁转向架的疲劳可靠性与寿命分析研究具有非常重要的意义。如何有效地利用疲劳失效机理，对高铁转向架的可靠性与寿命分析进行研究成为了研究的关键问题。针对以上问题，本论文运用可靠性知识对高铁转向架的疲劳可靠性进行了研究，并对高铁转向架的疲劳寿命进行了预测，这在高铁可靠性工程研究领域具有重要的意义。论文首先结合机械结构疲劳研究和可靠性研究的发展状况以及高铁转向架疲劳可靠性与寿命分析的发展状况，进行了充分的研究，分析了其各自的应用。其次，利用疲劳及疲劳可靠性设计分析理论，在研究分析了疲劳失效故障模式、疲劳强度影响因素、高铁转向架重要疲劳故障及机理后，对高铁转向架系统进行故障模式、机理及影响分析（FMMEA），得到高铁转向架的Ⅰ类关键故障模式清单和高铁转向架系统关键件。再次，针对高铁转向架机械结构特点，借用有限元仿真分析工具ANSYS建立了高铁转向架有限元模型，并依据UIC615-4标准所规定的模拟运营载荷分工况情况进行载荷应力施加，从而得到了高铁转向架的有限元仿真结果，为高铁转向架的疲劳可靠性和疲劳寿命分析提供了直接仿真数据基础。最后，在高铁转向架系统FMMEA和高铁转向架可靠性仿真分析的基础上，分析了高铁转向架焊接部位疲劳强度可靠性，得到了高铁转向架的疲劳强度可靠度指标。预测了高铁转向架的疲劳寿命，得到了在给定载荷谱基础上利用BSI的标准所估算出的高铁转向架疲劳寿命。