[发明专利]轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验建模方法

说明书

本发明涉及一种轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验建模方法，用于轨道车辆低温疲劳试验，首先建立轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验的温度圆数学模型以及建立轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验的温度等级模型，然后结合温度圆模型与温度等级模型，建立各温度等级下的时间占比模型，最后结合温度圆模型、温度等级模型以及各温度等级下的时间占比模型，建立轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验的各温度等级下的疲劳试验模型，求解各温度等级下的疲劳试验次数。本发明将环境历史温度与轨道车辆低温测试有效结合，解决了对轨道车辆低温元器件的低温寿命不能有效评估和怎样进行低温疲劳试验才能有效检验其低温寿命是否满足实际需要的问题。

技术领域

本发明属于轨道车辆低温疲劳试验技术领域，尤其涉及一种轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验建模方法。

背景技术

轨道车辆部分元器件,尤其是制动系统的车外或车下部件，需要进行低温环境中的疲劳试验，这不仅要在低温下保证其基本功能和作用性能，还要保证其低温下有足够的寿命。有些元器件虽然在常温下能够满足寿命要求,但低温环境下的疲劳寿命会显著降低。低温寿命储备不足，就有可能发生在低温环境下持续运行时功能失效的情况，这不仅会严重干扰行车秩序，甚至会对行车安全构成威胁，因此需要对轨道车辆低温敏感元器件进行低温环境下疲劳试验。

轨道车辆的低温测试需要结合当地环境温度，对某一地区而言，其环境温度历史数据内容繁多，包括每日、每月、每年、以及历史上出现的最高气温、最低气温、平均气温、以及最高和最低气温出现的时间等，而随着地区不同，这一系列的数据又是不同的。而如何将轨道车辆低温测试与不同地区的历史温度数据结合，将环境温度数据应用于部件寿命试验研究，建立有效的轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验模型，具有重要的研究意义。目前，尚未有将环境温度数据与部件疲劳试验研究有效结合的研究标准和处理方法。

发明内容

本发明在上述不足的基础上提供了一种轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验建模方法，采用该方法，可以有效结合不同地区的历史环境温度信息，建立有效的低温疲劳试验模型，确定不同温度下轨道车辆低温敏感元器件的耐低温疲劳寿命，为轨道车辆低温敏感系统的设计优化提供理论支撑。

为了实现上述目的，一种轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验建模方法，包括以下步骤：

(1)建立轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验的温度圆数学模型：根据公式建立疲劳试验温度圆数学模型，其中T_g表示给定地区的历史气温数据中的最高温度，T_d表示给定地区的历史气温数据中的最低温度；

(2)建立轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验的温度等级模型:根据公式y＝T_i建立疲劳试验温度等级模型，其中T_i表示疲劳试验温度等级分界值，同时，为便于描述，T_i所在的疲劳试验温度等级也以T_i命名，即T_i还表示疲劳试验温度等级，i>＝1；

(3)结合温度圆数学模型与温度等级模型，建立各温度等级下的时间占比模型：根据公式λ_i＝t/T＝θ_i/2π求解建立各温度等级下的时间占整个温度变化周期的比值，其中λ_i表示T_i温度等级下的时间t占整个温度变化周期T的比值，θ_i表示温度圆与y＝T_i组成扇形的圆心角，θ_i<π；

(4)结合温度圆模型、温度等级模型以及各温度等级下的时间占比模型，建立轨道车辆低温敏感元器件疲劳试验的各温度等级下的疲劳试验次数模型：

引入修正因子K，根据公式：