[发明专利]铁路车轴修正KT图的获取方法及损伤容限设计方法

摘要

本发明涉及铁路车轴修正Kitagawa–Takahashi(简称KT)图的获取方法及其损伤容限设计方法，包括以下步骤：步骤一、获得车轴的疲劳极限σc；步骤二、在车轴所研究部位切割出深度为0.5～2mm的垂直于轴线的半椭圆形裂纹，在logΔσ～loga坐标系上绘制出一条直线A；步骤三、在logΔσ～loga坐标系上绘制直线B；步骤四、在logΔσ～loga坐标系上拟合出裂纹长度d1～d2之间的轮廓线；步骤五、在不同载荷水平下测定疲劳裂纹扩展规律，绘制出0～d1之间的轮廓线，获得考虑疲劳短裂纹效应的修正KT图。根据本发明设计的修正KT图，从车轴部位上测得相应的裂纹长度，即可读出所对应的疲劳极限，可确保车轴服役可靠性，同时可以根据长期运行经验，得到适当延长或者缩短无损探测周期的方案。

主权项

1.铁路车轴修正KT图的获取方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、基于名义应力方法选取至少3根以上的全尺寸车轴进行台架疲劳试验，得到疲劳极限σc，把σc所对应的缺陷尺寸设为d1，d1＝10d，其中d为平均晶粒尺度或微结构障碍长度；步骤二、在i根取样车轴的研究部位切割出深度为0.5～2mm的垂直于轴线的半椭圆形裂纹，然后对这i根车轴进行旋转弯曲疲劳加载台架试验，使所述半椭圆形裂纹扩展，扩展后的裂纹对应的深度为ai，利用公式(1)在logΔσ～loga坐标系上绘制出一条直线A，所述直线A的最高点对应的横坐标为logd2；式(1)中，ΔKth为疲劳裂纹扩展门槛值，ai为第i根车轴对应的裂纹实时长度，Δσi为名义应力幅值，d2为临界长裂纹长度；步骤三、在logΔσ～loga坐标系上绘制一条平行于横坐标的直线B，所述直线B的纵坐标值为logσc；步骤四、利用公式(2)在logΔσ～loga坐标系上拟合出裂纹长度d1～d2之间的轮廓线：式(2)中，a0为本征裂纹长度，loga0等于直线A与直线B的交点的横坐标值；步骤五、绘制0～d1之间的轮廓线：第一步、在j根取样车轴的研究部位切割出深度为0.5～2mm的垂直于轴线的半椭圆形裂纹，然后在100～200N载荷范围内对这j根取样车轴进行台架疲劳试验，获得深度为aj的裂纹；第二步、测定裂纹长度aj所对应的临界应力幅Δσ0j；第三步、根据aj和Δσ0j，在logΔσ～loga坐标系上绘出0～d1之间的轮廓线，获得考虑短裂纹效应的修正KT图。