高速列车作为现代轨道交通的重要组成部分，其安全性和可靠性备受关注。焊接是高速列车结构的主要连接方式之一。车体及转向架构架均属于大型焊接结构，其可靠性将直接影响高速列车的运行安全。本书针对高速列车焊接结构的疲劳可靠性问题，提出系统性的研究方法，旨在深入分析列车焊接结构的评价及设计标准、焊接残余应力及影响、疲劳强度评估、疲劳寿命预测、振动疲劳及可靠性、加速寿命试验方法等关键问题，为评价高速列车结构的安全性和可靠性提供理论支撑和方法指导。

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2011年5月获得西南交通大学牵引动力国家重点实验室 载运工具运用工程专业博士学位； 2013年9月-2014年9月，美国密歇根大学安娜堡机械系，访问学者/博士后； 2017年7月-2017年8月，英国普利茅斯大学工程学院，访问学者。 2011年-至今，西南交通大学机械工程学院，副教授，博士 [1] 2018.5-至今 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 [2] 2018.12-至今 机械工程学院 | 西南交通大学车辆结构轻量化设计、高速列车剩余寿命预测方法及健康管理、车辆空气动力学第一作者发表高水平学术论文70余篇，被SCI和EI检索40余篇；主持国家自然科学基金面上项目2项、四川省科技厅项目2项、国家重点实验室开放基金和多项横向科研项目，主研国家自然科学基金面上项目4项等。担任CSAE空气动力学委员会委员、国家自然科学基金评审专家、四川省专家评议（审）委员会专家、教育部学位中心学位论文的通讯评审专家、铁道学会专业技术委员会成员等

目录
第1章 高速列车焊接结构设计及评价标准 1
1.1 焊接结构疲劳可靠性评价标准 1
1.1.1 标准BS 7608:2014 1
1.1.2 IIW标准 4
1.1.3 ASME标准 9
1.2 车体设计标准及对比分析 16
1.2.1 车体设计标准 16
1.2.2 车体强度评估方法 19
1.2.3 车体设计标准的载荷对比分析 19
1.3 转向架构架设计标准及对比分析 23
1.3.1 转向架构架设计标准 23
1.3.2 转向架构架强度评估方法 26
1.3.3 转向架构架设计标准对比分析 27
1.4 本章小结 28
第2章 焊接变形及残余应力数值分析方法 30
2.1 焊接缺欠 30
2.1.1 焊接结构疲劳失效的原因 30
2.1.2 影响焊接结构疲劳强度的因素 31
2.2 焊接变形和残余应力数值计算 34
2.2.1 构架焊接变形和残余应力 34
2.2.2 车体铝合金焊接变形和残余应力 47
2.3 本章小结 60
第3章 疲劳强度评估方法 62
3.1 构架疲劳强度评估方法 62
3.1.1 构架多轴疲劳强度分析方法 62
3.1.2 焊接构架疲劳强度评估方法 72
3.2 车体疲劳强度评估方法 76
3.2.1 高速列车铝合金车体强度可靠性安全系数分析方法 76
3.2.2 明线会车压力波对车体疲劳强度的影响分析 85
3.2.3 隧道会车压力波对车体疲劳强度影响分析 91
3.2.4 焊接残余应力对动车组铝合金车体疲劳强度的影响 106
3.3 本章小结 115
第4章 疲劳寿命预测方法 117
4.1 动应力计算方法 117
4.1.1 瞬态动力学分析法 117
4.1.2 准静态叠加法 118
4.1.3 多项式拟合分析法 118
4.2 构架疲劳寿命预测 119
4.2.1 考虑构架柔性的车辆多体系统动力学模型的建立 120
4.2.2 转向架构架的疲劳寿命计算 123
4.3 车体疲劳寿命预测 125
4.3.1 基于断裂力学的焊接车体疲劳寿命预测 125
4.3.2 基于动态等效结构应力的焊接车体疲劳寿命计算 135
4.4 本章小结 153
第5章 振动疲劳分析方法 154
5.1 载荷谱计算方法及对车体疲劳损伤的影响分析 154
5.1.1 轨道谱的时频特性分析 157
5.1.2 高速列车车体垂向载荷谱的编制 158
5.1.3 高速列车车体纵向载荷谱的编制 162
5.1.4 纵向载荷对车体疲劳损伤的影响 163
5.2 构架的振动疲劳分析 168
5.2.1 模态叠加法计算构架动态响应的基本思想 168
5.2.2 模态叠加法计算构架的疲劳寿命 170
5.2.3 模态对构架疲劳损伤的影响分析 174
5.3 车体振动疲劳分析方法 177
5.3.1 模态叠加法计算车体疲劳寿命的步骤 177
5.3.2 车体模态及瞬态响应分析 178
5.3.3 模态叠加法计算车体疲劳寿命 181
5.4 本章小结 185
第6章 可靠性及参数灵敏度分析方法 186
6.1 构架可靠性及参数灵敏度分析 186
6.1.1 构架可靠性及参数灵敏度计算模型 186
6.1.2 构架可靠性及参数灵敏度的蒙特卡罗法数值模拟过程 188
6.1.3 构架可靠性及参数灵敏度分析 189
6.2 车体参数灵敏度分析 192
6.2.1 车体参数化有限元模型的建立 193
6.2.2 车体结构参数灵敏度分析方法 194
6.2.3 响应面法求解车体参数灵敏度 196
6.2.4 蒙特卡罗法与响应面法结果对比分析 199
6.3 车体动态疲劳可靠性分析 200
6.3.1 动态疲劳可靠性分析 201
6.3.2 车体动态疲劳可靠性分析 205
6.4 本章小结 209
第7章 全比例列车结构加速寿命试验方法 211
7.1 加速寿命试验方法 211
7.1.1 寿命试验概述 211
7.1.2 加速寿命试验的类型 213
7.1.3 加速模型 214
7.1.4 加速系数 217
7.2 构架加速寿命试验及寿命预测 219
7.2.1 构架加速寿命试验 219
7.2.2 构架加速寿命预测及分析 224
7.3 车体加速寿命试验载荷谱编制方法 229
7.3.1 车体加速寿命试验载荷谱编制 231
7.3.2 车体加速寿命数值试验及载荷谱分析 234
7.4 本章小结 240
参考文献 242