(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111455653.5 (22)申请日 2021.12.01 (71)申请人 中国国家铁路集团有限公司 地址 100038 北京市海淀区复兴 路10号 申请人 中国铁道科 学研究院集团有限公司 　 中国铁道科 学研究院集团有限公司 铁道科学技术研究发展中心 (72)发明人 侯茂锐　李兰　宗仁莉　蔡园武　 孙丽霞　周春阳　 (74)专利代理 机构 北京星通盈泰知识产权代理 有限公司 1 1952 代理人 李筱 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01)G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分 析方法及系统 (57)摘要 本发明涉及轨道交通技术领域， 具体为一种 高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析方 法及系统， 本方法包括基于样本采用Y eoh模型建 立超弹性和粘弹性的本构 模型， 使超弹性和粘弹 性在一个本构 模型中表示， 对应本构模型建立弹 塑性本构 模型的有限元分析模型， 将弹塑性本构 模型与本构模型进行对应， 叠加网格， 得到三维 超弹性‑粘弹性‑弹塑性有限元分析模型， 并基于 三维超弹性 ‑粘弹性‑弹塑性有限元分析模型计 算样本应力， 基于样本获取样 本的标准试样疲劳 寿命之间的S ‑N关系曲线， 并对S ‑N关系曲线进行 修正， 将修正后的S ‑N关系曲线输入 nSoft软件进 行寿命分析计算； 解决对橡胶节 点寿命分析困难 的问题， 实现对橡胶节点的安全性 把控。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114329761 A 2022.04.12 CN 114329761 A 1.一种高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析 方法， 其特 征在于， 包括： 1)基于样本采用Yeoh模型建立超弹性和粘弹性的本构模型， 使超弹性和粘弹性在一个 本构模型中表示， 对应所述本构模型建立弹塑性本构模型 的有限元分析模型， 将弹塑性本 构模型与所述本构模型进行对应， 叠加网格， 得到三维超弹性 ‑粘弹性‑弹塑性有限元分析 模型； 并基于所述 三维超弹性 ‑粘弹性‑弹塑性有限元分析模型计算样本应力； 2)基于样本获取样本的标准试样疲劳寿命之间的S ‑N关系曲线， 并对所述S ‑N关系曲线 进行修正； 3)将修正后的S‑N关系曲线输入nSoft软件进行寿命分析计算。 2.根据权利要求1所述高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析方法， 其特征在于， 对所述S‑N关系曲线 进行修正， 修正后S‑N关系曲线的应力幅值σa为： 其中， σa|σm＝0表示平均应力等于的疲劳强度， σu为强度极限。 3.根据权利要求1所述高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析方法， 其特征在于， 所述S‑N关系曲线符合： lgN＝‑β [lgk λ +lg( λ2+2/ λ‑3)]+[lgG ‑lg( β‑1)‑( β‑1)lgC0‑β lgE] 其中， G和β 为有关裂纹增长的材 料常数， E为弹性模量， N 为疲劳寿命， λ为拉伸比。 4.根据权利要求1所述高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析方法， 其特征在于， 在所述步骤2)后进 行雨流计数分析， 计算不同均幅值的载荷循环次数， 得到载荷时间历程， 并将所述载荷时间历程输入所述 nSoft软件。 5.根据权利要求1所述高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析方法， 其特征在于， 所述超弹性σe符合： 其中， P为静水压力， λi为主伸长率， I1＝λ12+λ22+λ32， I2＝λ12λ22+λ22λ32+λ32λ12为， W为应变 函数； 所述粘弹性σv符合： 其中， σv为时间t的瞬时动力响应， γR为无量纲 松弛模量； 所述弹塑性σep符合： σep＝J‑1χ(Sep)， 其中， J为变形 前后的体积比， Sep为弹性变形压力。 6.一种高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析系统， 其特 征在于， 包括： 应力分析模块， 基于样本采用Yeoh模型建立超弹性和粘弹性的本构模型， 使超弹性和权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114329761 A 2粘弹性在一个本构模型中表示， 对应所述本构模型建立弹塑性本构模型的有限元分析模 型， 将弹塑性本构模型与所述本构模 型进行对应， 叠加网格， 得到三 维超弹性 ‑粘弹性‑弹塑 性有限元分析模型； 并基于所述三维超弹性 ‑粘弹性‑弹塑性有限元分析模型计算样本应 力； S‑N关系曲线确定修正模块， 基于样本获取样本的标准试样疲劳寿命之间的S ‑N关系曲 线， 并对所述S ‑N关系曲线 进行修正； 寿命分析模块， 将修 正后的S‑N关系曲线输入nSoft软件进行寿命分析计算。 7.根据权利要求6所述高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析系统， 其特征在于， 所述S‑N关系曲线确 定修正模块中对所述S ‑N关系曲线进行修正， 修正后S ‑N关系曲线的应 力幅值σa为： 其中， σa|σm＝0表示平均应力等于的疲劳强度， σu为强度极限。 8.根据权利要求6所述高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析系统， 其特征在于， 所述S‑N关系曲线确定修 正模块中所述S ‑N关系曲线符合： lgN＝‑β [lgk λ +lg( λ2+2/ λ‑3)]+[lgG ‑lg( β‑1)‑( β‑1)lgC0‑β lgE]， 其中， G和β 为有关裂纹增长的材 料常数， E为弹性模量， N 为疲劳寿命， λ为拉伸比。 9.根据权利要求6所述高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析系统， 其特征在于， 还包括载荷时间历程计算模块， 所述载荷时间历程计算模块用于进行雨流计数分析， 计算 不同均幅值的载荷循环次数， 得到载荷时间历程， 并将所述载荷时间历程输入所述nSoft软 件。 10.根据权利要求6所述高速动车组轴箱转臂橡胶定位节点寿命分析系统， 其特征在 于， 所述应力分析模块中： 所述超弹性σe符合： 其中， P为静水压力， λi为主伸长率， I1＝λ12+λ22+λ32， I2＝λ12λ22+λ22λ32+λ32λ12为， W为应变 函数； 所述粘弹性σv符合： 其中， σv为时间t的瞬时动力响应， γR为无量纲 松弛模量； 所述弹塑性σep符合： σep＝J‑1χ(Sep)， 其中， J为变形 前后的体积比， Sep为弹性变形压力。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114329761 A 3