摘要：传统投影法事先假定最大主应力为最大拉伸应力,且投影过程未考虑主应力拉压特征,为改进上述不足,提出了一种基于球面方向余弦族投影的车辆结构疲劳参量求解方法。构建了结构节点的方向余弦,搜索多工况下最大拉伸应力的方向。在疲劳最大应力和最小应力的求解过程中,始终保留主应力方向,确保其在投影后仍具备原有的拉压特性。以车辆三轴转向架焊接构架和轴箱体为例,分别采用传统投影法和提出的求解方法分析其疲劳强度。分析结果表明：对于焊接构架,提出的方法确定的节点254570最大拉伸应力较传统投影法高19.4%,2种方法得到的最小应力在27.8%的节点存在较大差异,一些节点最小应力甚至与提出方法的结果正负相悖;比较经修正的等效应力幅值,传统投影法在12%的节点上的计算结果较提出方法的结果低至少1 MPa,个别节点的等效应力甚至低34.73%,依此进行疲劳强度评定可能导致结论偏于危险;对于轴箱体,传统投影法得到的对称循环应力幅值可能偏离实际,某些节点的值甚至较提出的方法低45.32%或高51.23%,导致疲劳分析偏于危险或过于保守。可见,提出的方法确定了最大拉应力所在方向,考虑了主应力拉压特性,比传统投影法更为合理,用于疲劳分析更加可信。

关键词：车辆工程 疲劳强度评定 投影法 方向余弦族 拉压特性 

单位：西南交通大学牵引动力国家重点实验室; 四川成都610031