车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法及系统与流程

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法及系统。

背景技术：

1、轨道车辆的外风挡设置于每节车厢两个端面的两侧轮廓处，包括风挡连接框、胶囊和压条。风挡连接框固定在车辆端面上，胶囊两端通过压条与风挡连接框固定连接，使胶囊与风挡连接框之间形成一个密封u型空间，胶囊采用橡胶制成；外风挡用来降低车辆运行时产生的噪声，同时还使两个车厢之间弧面联结平滑一致，以降低轨道车辆运行时的空气阻力。轨道车辆在高速运行过程中，外风挡胶囊会在气动载荷作用下产生横向变形，外风挡胶囊的变形振动会影响车端周围流场的运动，从而改变气动载荷的分布和大小，导致车厢端部连接处的气动力分布不均匀，严重影响行车稳定性；同时对外风挡胶囊的疲劳寿命也会产生较大的影响。因此，对于外风挡胶囊寿命的准确预测能够及时了解外风挡的工作状态，保证车辆稳定运行。

2、现有技术中，对于外风挡胶囊疲劳寿命预测是以机械载荷下橡胶应变造成的疲劳损失来评估外风挡胶囊疲劳寿命，并未综合考虑轨道车辆所运行线路上的环境因素影响。对于组成外风挡胶囊的橡胶材料来说，运行环境对其疲劳寿命影响不容忽视，甚至对部分橡胶材料来说，环境老化对其疲劳寿命的影响大于机械载荷对其影响。

技术实现思路

1、本发明提供一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法及系统，用以解决现有技术中未考虑环境条件对外风挡胶囊的橡胶材料的疲劳寿命影响的缺陷。本发明综合考虑不同温度条件对橡胶疲劳寿命的影响，在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，实现外风挡胶囊疲劳寿命的准确预测。

2、本发明提供一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，包括：在预设变温试验条件下对外风挡胶囊材料进行疲劳仿真试验，得到疲劳仿真试验数据；根据所述疲劳仿真试验数据，确定橡胶疲劳相关温度因子；在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，根据所述疲劳仿真试验数据和所述橡胶疲劳相关温度因子确定外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线；根据不同车辆曲线疲劳工况下所产生的橡胶应变值和所述外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线，得到不同温度条件不同车辆曲线疲劳工况下对应的外风挡胶囊疲劳寿命预测数据。

3、根据本发明提供的一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，所述在预设变温试验条件下对外风挡胶囊材料进行疲劳仿真试验，得到疲劳仿真试验数据，包括：在预设变温试验条件下对所述外风挡胶囊材料进行超弹本构试验，得到橡胶应变仿真的超弹本构参数；在预设变温试验条件下对所述外风挡胶囊材料进行疲劳裂纹扩展试验，得到裂纹扩展参数；在预设变温试验条件下对所述外风挡胶囊材料进行临界撕裂能试验，得到撕裂能应力应变曲线。

4、根据本发明提供的一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，所述根据所述疲劳仿真试验数据，确定橡胶疲劳相关温度因子，包括：通过拟合所述撕裂能应力应变曲线，得到材料撕裂能-温度关系式；根据所述材料撕裂能-温度关系式，确定材料临界撕裂能温度影响因子；根据所述裂纹扩展参数和所述材料临界撕裂能温度影响因子，确定材料疲劳裂纹扩展温度影响因子。

5、根据本发明提供的一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，所述在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，根据所述疲劳仿真试验数据和所述橡胶疲劳相关温度因子确定外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线之前，还包括：对车辆运行线路的环境温度进行统计，得到要求寿命期内不同的温度分布范围；在不同的所述温度分布范围对车辆运行线路的曲线疲劳工况进行统计，得到所述不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况。

6、根据本发明提供的一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，所述在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，根据所述疲劳仿真试验数据和所述橡胶疲劳相关温度因子确定外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线，包括：根据所述疲劳仿真试验数据，利用endurica软件获取所述外风挡胶囊材料在所述预设变温试验条件下的应变-寿命曲线；根据所述预设变温试验条件下的应变-寿命曲线和所述橡胶疲劳相关温度因子，利用所述endurica软件获取所述外风挡胶囊材料在不同温度分布下的应变-寿命曲线。

7、根据本发明提供的一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，所述根据不同车辆曲线疲劳工况下所产生的橡胶应变值和所述外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线，得到不同温度条件不同车辆曲线疲劳工况下对应的外风挡胶囊疲劳寿命预测数据之前，还包括：根据所述疲劳仿真试验数据，通过有限元仿真分析不同车辆曲线疲劳工况下的橡胶应变值。

8、本发明还提供一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测系统，包括：试验模块，用于在预设变温试验条件下对外风挡胶囊材料进行疲劳仿真试验，得到疲劳仿真试验数据；温度因子确定模块，用于根据所述疲劳仿真试验数据，确定橡胶疲劳相关温度因子；曲线确定模块，用于在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，根据所述疲劳仿真试验数据和所述橡胶疲劳相关温度因子确定外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线；预测模块，用于根据不同车辆曲线疲劳工况下所产生的橡胶应变值和所述外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线，得到不同温度条件不同车辆曲线疲劳工况下对应的外风挡胶囊疲劳寿命预测数据。

9、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法。

10、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法。

11、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法。

12、本发明提供的一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法及系统，该方法包括：在预设变温试验条件下对外风挡胶囊材料进行疲劳仿真试验，得到疲劳仿真试验数据；根据疲劳仿真试验数据，确定橡胶疲劳相关温度因子；在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，根据疲劳仿真试验数据和橡胶疲劳相关温度因子确定外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线；根据不同车辆曲线疲劳工况下所产生的橡胶应变值和外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线，得到不同温度条件不同车辆曲线疲劳工况下对应的外风挡胶囊疲劳寿命预测数据。本发明综合考虑不同温度条件对橡胶疲劳寿命的影响，在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，实现外风挡胶囊疲劳寿命的准确预测。

技术特征：

1.一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述在预设变温试验条件下对外风挡胶囊材料进行疲劳仿真试验，得到疲劳仿真试验数据，包括：

3.根据权利要求2所述的车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述根据所述疲劳仿真试验数据，确定橡胶疲劳相关温度因子，包括：

4.根据权利要求1所述的车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，根据所述疲劳仿真试验数据和所述橡胶疲劳相关温度因子确定外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线之前，还包括：

5.根据权利要求1所述的车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，根据所述疲劳仿真试验数据和所述橡胶疲劳相关温度因子确定外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线，包括：

6.根据权利要求1至5任一项所述的车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述根据不同车辆曲线疲劳工况下所产生的橡胶应变值和所述外风挡胶囊在不同温度分布下的应变-寿命曲线，得到不同温度条件不同车辆曲线疲劳工况下对应的外风挡胶囊疲劳寿命预测数据之前，还包括：

7.一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测系统，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法。

技术总结本发明提供一种车辆外风挡胶囊疲劳寿命预测方法及系统，该方法包括：在预设变温试验条件下对外风挡胶囊材料进行疲劳仿真试验，得到疲劳仿真试验数据；根据疲劳仿真试验数据，确定橡胶疲劳相关温度因子；在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，根据疲劳仿真试验数据和橡胶疲劳相关温度因子确定外风挡胶囊在不同温度分布下的应变‑寿命曲线；根据不同车辆曲线疲劳工况下所产生的橡胶应变值和应变‑寿命曲线，得到不同温度条件不同车辆曲线疲劳工况下对应的外风挡胶囊疲劳寿命预测数据。本发明综合考虑不同温度条件对橡胶疲劳寿命的影响，在不同温度分布范围内的车辆曲线疲劳工况下，实现外风挡胶囊疲劳寿命的准确预测。技术研发人员：孙国栋,汪海燕,崔志国,陈建芳,谭磊受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14