基于可靠性的機車車輛全生命周期結(jié)構(gòu)安全管理體系研究.pdf

1、面對不斷加劇的交通運輸市場競爭和旅客對交通運輸工具運行安全性越來越高的要求，促使機車車輛行業(yè)包括管理部門及制造企業(yè)和運營企業(yè)必須高度關(guān)注車輛的安全性以保證機車車輛的安全運營。結(jié)構(gòu)安全是機車車輛運營安全的重要組成部分，隨著鐵路的持續(xù)提速，機車車輛頻發(fā)的結(jié)構(gòu)故障已成為鐵路運輸安全的主要隱患之一。本論文擬圍繞機車車輛結(jié)構(gòu)面向全生命周期安全保障問題進行研究。 論文首先通過對機車車輛結(jié)構(gòu)安全的結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計及其穩(wěn)鍵性、車輛和轉(zhuǎn)向架制造工藝

2、與加工質(zhì)量、車輛運行環(huán)境與車輛的運用與維護等諸多因素的影響分析與討論，表明了機車車輛結(jié)構(gòu)安全是一個涉及從設(shè)計、制造及運用乃至報廢在內(nèi)的機車車輛產(chǎn)品各個階段在運用環(huán)境等諸多條件制約下的復(fù)雜系統(tǒng)問題，因而為了確保機車車輛尤其提速客車的結(jié)構(gòu)運行安全，’需要從全生命周期系統(tǒng)論的觀點出發(fā)去進行思考與研究其安全的對策。而作為產(chǎn)品安全可靠的重要支柱技術(shù)，可靠性研究對結(jié)構(gòu)安全將發(fā)揮重要的保障作用。由此，本文從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)安全可靠性出發(fā)，運用產(chǎn)品全生命周期管

3、理理論和可靠性理論，提出在機車車輛的設(shè)計、制造、運用和維修、報廢四個主要階段， 建立機車車輛全生命周期結(jié)構(gòu)安全管理體系的思路及其內(nèi)涵，并提出了全生命周期安全管理體系框架結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)。 論文研討了在產(chǎn)品設(shè)計這一全生命周期的初期階段，進行機車車輛結(jié)構(gòu)安全設(shè)計技術(shù)，其中包括結(jié)構(gòu)安全壽命設(shè)計技術(shù)，疲勞可靠性分析和設(shè)計及事故安全可靠性設(shè)計的技術(shù)和方法，以及面向材料、制造和加工工藝及裝配的安全設(shè)計技術(shù)；同時運用系統(tǒng)可靠性理論，研究了機

4、車車輛結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性，建立了機車車輛結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性模型，并以客車轉(zhuǎn)向架為對象，進行了可靠性設(shè)計中重要環(huán)節(jié)之一的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)的可靠度分配計算；在此基礎(chǔ)上，論文將最優(yōu)化技術(shù)與可靠性技術(shù)相結(jié)合，以高速客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為實例，研究了基于疲勞可靠性的機車車輛轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。同時，論文對面向安全的機車車輛產(chǎn)品質(zhì)量管理技術(shù)包括制造過程中的可靠性與結(jié)構(gòu)安全、制造質(zhì)量可靠性控制技術(shù)以及質(zhì)量保證技術(shù)進行了分析與討論。 借鑒國外以可靠

5、性為中心的維修理論，論文結(jié)合我國機車車輛運用維修狀況，針對機車車輛這一可修復(fù)系統(tǒng)的特點，從修復(fù)性維修和預(yù)防性維修兩個組成部分的特點，提出了基于可靠性的機車車輛運用和維修管理策略；同時在對三個客車車輛段的維修調(diào)研和故障維修記錄進行可靠性概率統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，對機車車輛轉(zhuǎn)向架故障發(fā)生頻次予以分析，探索了故障頻次分布的規(guī)律性；然后對故障模式、影響與危害性進行了分析(FMECA)，從而為面向安全的維修計劃的制定，提供了較可靠的依據(jù)。同時論文也探討了

6、通過將以經(jīng)濟成本分析為基礎(chǔ)的經(jīng)濟壽命分析與結(jié)構(gòu)可靠性可用壽命以及耗損壽命三者結(jié)合制定我國機車車輛報廢條件的可靠性管理技術(shù)。 作為運用階段可靠性技術(shù)研究實例，論文以某動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為研究對象，采用實測的加速度作為激勵，通過結(jié)構(gòu)瞬態(tài)響應(yīng)分析獲得構(gòu)架的動應(yīng)力歷程，在此基礎(chǔ)上，對構(gòu)架進行了疲勞分析和壽命預(yù)測。由此提出了一種在役階段對軌道車輛結(jié)構(gòu)疲勞安全進行監(jiān)測的新方法。 最后，論文研討了基于可靠性的機車車輛安全體系的管理技術(shù)。根