1.3.4　虚拟样机疲劳模拟技术

铁路货车承载结构的疲劳可靠性评估是一项比较复杂的工作，必须考虑载荷的复杂性、结构强度的离散性以及影响这些参数的外部和内部因素，在这些方面还有相当多的基础工作要做，比如车辆零部件疲劳数据库的建立、强度准则的推导、载荷谱和经验系数的积累等。室内线路模拟疲劳试验仍是进行结构可靠性评价的必备手段，而获取可靠的载荷谱是进行疲劳可靠性分析和试验的前提。

图1-3　多通道货车车体结构线路模拟疲劳试验台

随着虚拟样机模拟技术的发展，结构的疲劳可靠性分析越来越方便和快捷。通过建立虚拟样机有限元模型、虚拟线路谱以及虚拟试验台模型，可以在软件上模拟虚拟样机运行和试验状况，得到各部件连接点上的载荷谱和结构各处的应力谱，最后应用疲劳损伤准则及S-N曲线，预测疲劳寿命。这种方法不仅能在早期的开发阶段实现疲劳可靠性评估，而且能够预测各种设计参数对疲劳寿命的影响，从而提升设计水平，大大缩短开发周期。

铁路车辆虚拟样机疲劳模拟技术借助于多柔性体系统动力学，将有限元分析方法与多体系统动力学理论有机地结合在一起，研究铁路货车承载部件动态响应、弹性振动、载荷谱和疲劳寿命等问题。该方法已成功应用于转K2型转向架交叉杆、转K4型转向架弹簧托板以及凹底平车大底架等的研究中。