1、摘要：疲勞破壞是結構的主要失效形式，疲勞失效研究在結構安全分析中扮演著舉足輕重的角色。因此結構的疲勞強度和疲勞壽命是其強度和可靠性研究的主要內容之一。機車車輛結構的疲勞設計必須服從一定的疲勞機理,并在系統結構的可靠性安全設計中考慮復合的疲勞設計技術的應用。國內的機車車輛主要結構部件的疲勞壽命評估和分析采用復合的疲勞設計技術，國外從疲勞壽命的理論計算和疲勞試驗兩個方面在疲勞研究和應用領域有很多新發展的理論方法和技術手段。不論國內國外，一批人幾十年如一日致力于疲勞的研究，對疲勞問題研究貢獻頗多。關鍵詞：疲勞  UIC標準  疲勞載荷  IIW標準&

2、#160;  S-N曲線   機車車輛一、國內外軌道車輛的疲勞研究現狀6月30日15時，備受關注的京滬高鐵正式開通運營。作為新中國成立以來一次建設里程最長、投資最大、標準最高的高速鐵路，京滬高鐵貫通“三市四省”，串起京滬“經濟走廊”。京滬高鐵的開通，不僅乘客可以享受到便捷與實惠，沿線城市也需面對高鐵帶來的機遇和挑戰。在享受這些待遇的同時，專家指出，各省市要想從中分得一杯羹，配套設施建設以及機車車輛的安全性絕對不容忽略。根據機車車輛的現代設計方法，對結構在要求做到盡可能輕量化的同時，也要求具備高度可靠性和足夠的安全性。這兩者之間常常出現矛盾，因此

3、，如何準確研究其關鍵結構部件在運行中的使用壽命以及如何進行結構的抗疲勞設計是結構強度壽命預測領域研究中的前沿課題。在隨機動載作用下的結構疲勞設計更是成為當前機車車輛結構疲勞設計的研究重點，而如何預測關鍵結構和部件的疲勞壽命又是未來機車車輛結構疲勞設計的重要發展方向之一。機車車輛承受的外部載荷大部分是隨時間而變化的循環隨機載荷。在這種隨機動載荷的作用下，機車車輛的許多構件都產生動態應力，引起疲勞損傷，而損傷累積后的結構破壞的形式經常是疲勞裂紋的萌生和最終結構的斷裂破壞。隨著國內鐵路運行速度的不斷提高，一些關鍵結構部件，如轉向架的構架、牽引拉桿等都出現了一些斷裂事故。因此，機車車輛的結構疲勞設計已

4、經逐漸成為機車車輛新產品開發前期的必要過程之一，而通過有效的計算方法預測結構的疲勞壽命是結構設計的重要目標。1.1國外早在十九世紀后期德國工程師Wohler系統論述了疲勞壽命和循環應力的關系并提出了S-N曲線和疲勞極限的概念以來，國內外疲勞領域的研究已經產生了大量新的研究方法和研究成果。結構疲勞設計中主要有兩方面的問題：一是用一定材料制成的構件的疲勞壽命曲線；二是結構件的工作應力譜，也就是載荷譜。載荷譜包括外部的載荷及動態特性對結構的影響。根據疲勞壽命曲線和工作應力譜的關系，有3種設計概念：靜態設計(僅考慮靜強度)；工作應力須低于疲勞壽命曲線的疲勞耐久限設計；根據工作強度設計，即運用實際使用條

5、件下的載荷譜。實際載荷因為受到車輛等諸多因素的影響而有相當大的離散性，它嚴重地影響了載荷譜的最大應力幅值、分布函數及全部循環數。為了對疲勞壽命進行準確的評價，必須知道設計譜的存在概率，并且考慮實際載荷離散性，才可以確定結構可靠的疲勞壽命。20世紀60年代，世界上第一條高速鐵路建成，自那時起，一些國外高速鐵路發達國家已經深入研究機車車輛結構輕量化帶來的關鍵結構部件的疲勞強度和疲勞壽命預測問題。其中，包括日本對車軸和焊接構架疲勞問題的研究；法國和德國采用試驗臺仿真和實際線路相結合的技術開發出試驗用的機車車輛疲勞分析方法；英國和美國對轉向架累計損傷疲勞方面的研究等等。在這些研究中提出了大量有效的疲勞

6、壽命的預測研究方法。1.2、國內1.2.1 國內疲勞研究現狀與方法國內鐵路相關的科研院所對結構的疲勞壽命也展開了大量的研究和分析，并且得到了很多研究壽命預測方法的有效成果。疲勞壽命的估算主要分為裂紋形成階段壽命估算和裂紋擴展階段壽命估算兩部分。常用的疲勞壽命計算方法包括名義應力壽命法、局部應變壽命法和裂紋擴展計算法。. SN方法名義應力法,又稱SN方法,強調了長疲勞壽命和耐久性的限制,或者是假定疲勞失效不會發生時的安全應力。它以材料或零部件的疲勞壽命曲線為基礎,利用名義應力或局部應力和壽命之間的關系,主要應用在線性彈性應力的分析中。SN曲線也稱作應力循環曲線,是說明結構疲勞過程的重要

7、方法。這個方法經常被用在變化的環境里,包括那些幾乎沒有塑性的長壽命疲勞問題,以及部件裂紋的萌生或裂紋的生長等問題。同時,該法主要應用在循環載荷是彈性的環境里,也就是意味著結構限制在壽命軸的疲勞循環數量必須大于10000次,這也是為了確保結構沒有大的塑性發生。實際上在小于10000次循環的環境,要使用SN方程必須更加小心。通常要使用最終的強度或者是真實的斷裂應力進行分析。應力法以循環應力作為造成疲勞的原因,壽命的預測主要是應力循環曲線(SN曲線)。它是由常幅加載試驗獲得的,盡管大部分情況中實際工程結構承受的多是變幅載荷,但在疲勞壽命的估算,依然有一定的應用價值。如果是變幅載荷,需要做出SN曲線進

8、行修正。變化的應力時間歷程一般要進行計數,用累積頻次分布的形式進行壽命的預測計算。經常使用如下的公式表示整條SN曲線:(-A)m N= D  或= A(1+C/N)式中:1/m為SN曲線的負斜率;A為材料的疲勞極限;D為材料常數;為SN曲線的負斜率;C為材料常數。. EN方法局部應變法(也稱EN法)以局部應變為基準, 局部應變或應變壽命法,通常參考裂紋萌生方法,其關注的僅僅是裂紋的萌生;結構的疲勞壽命, 通常是所有的壽命(SN或者名義應變),以及裂紋的產生或損傷誤差分析之和,關注的是直到結構斷裂產生的循環數。EN分析法使用循環應力應變建模和Neuber彈塑性修正。

9、可以選擇分析參數的范圍,包括平均應力修正模型、置信度參數、制造的細節(表面的粗糙度)以及材料的熱處理。. 裂紋擴展方法Paris最早提出的裂紋前沿應力強度因子范圍K和裂紋擴展速率da/dN之間的經驗關系是計算疲勞裂紋擴展壽命的基礎8?；跀嗔蚜W的裂紋擴展壽命預測法主要用于較長裂紋的損傷容限設計,最近這種方法有被拓展到結構耐久性分析領域的趨勢。利用不同技術的這幾種方法有不同的精度。實際上預測總的壽命、裂紋萌生和裂紋擴展3種方法很少在相同的問題上同時使用。這是因為不同的設計理念決定了不同的分析方法。利用這3種基本方法可以分析結構的點焊、縫焊等多種焊接方式,以及旋轉結構、振動疲勞、復合多軸等疲勞壽

10、命的預測問題。1.2.2國內近期疲勞研究領域的發展與突破近年來，隨著疲勞理論研究的進步和計算機軟硬件技術的迅猛發展，在發達國家的鐵路行業，產品的強度設計由原來的主要依據靜強度指標和無限壽命設計發展到定量壽命設計，大大提高了產品的使用可靠性，并且降低了產品的生產成本。現代的抗疲勞設計中使用了“一體化耐久管理”(IDMIntegrated Durablity Management)的方法，該方法包括虛擬分析和疲勞試驗兩個方面，下面將從這兩個方面分別敘述疲勞研究和應用的新發展。1、理論分析方法的發展虛擬計算所謂的“虛擬”計算就是在產品的設計階段，使用軟件建立產品有關承載構件的有限元模型，使用軟件在虛

11、擬的“新產品構件”上施加載荷進行壽命的計算并可反復調整設計方案，這種計算所需時間短，費用低，降低了產品開發周期和成本。由于疲勞理論的發展結合計算機技術的進步虛擬計算作為一種分析手段，也有很多新而且方便實用的方法。主要包括3個方面，它們分別是用SN方法估算全壽命、用局部應力應變估算裂紋起始壽命、用Paris公式估算裂紋擴展壽命。使用PSD功率譜密度信號計算構件的全壽命傳統上人們都是使用時域信號進行壽命或損傷的計算，時域信號一般是應力、應變或載荷。在時域中可以很方便地表示周期性的信號，若用來完全地描述一個隨機過程，需要非常長的信號記錄，特別是對于有上個節點的有限元模型施加幾十個通道的載荷的情況下，

12、使用時域信號計算模型的壽命將非常困難，在這種情況下，疲勞壽命的計算可以在頻域里完成。其主要過程是：首先對有限元模型進行頻響分析，求得載荷與結構上應力的傳遞函數；然后，將傳遞函數乘以載荷的功率譜密度函數得到應力功率譜密度函數最后使用有關的方法由應力功率譜推算結構的壽命。9用應力PSD信號計算構件的壽命的方法有2種：其一是直接使用PSD信號；其二是先根據PSD信號計算出應力范圍的循環數，再用它估算壽命。目前，第2種做法使用較為流行。預測多軸應力狀態下構件的起始壽命多數情況下，工程構件所受的載荷是多載荷的復雜組合。這就使得構件上的某些點所受的3個主應力處于非比例狀態主應力的方向往往也隨時變化，在這種

13、應力條件下的疲勞就稱為多軸疲勞。多軸疲勞的研究最近也有了新的進展，發展了一種新方法。該方法不僅能夠估算多軸應力情況下的壽命，還能夠以損傷極坐標圖的形式給出各個臨界面上的損傷量。用這一方法來估算始裂壽命分以下幾步：第一步，在承載構件上的關鍵點貼上應變花測得3個應變輸出，或者在有限元模型上貼虛擬應變花，求得3個虛擬的應變輸出；第二步，根據3個應變輸出用MrozGarud循環塑性模型計算該關鍵點的其余的應力應變分量；第三步，根據材料的疲勞壽命曲線，用有關的多軸疲勞損傷壽命模型計算壽命。10預測形狀不規則裂紋的擴展壽命最近，有一種計算形狀不規則裂紋的擴展壽命的新方法得到了發展，該方法是線彈性斷裂力學理

14、論與有限元方法的結合。其主要內容是首先對含裂紋的構件進行三維有限元網格的劃分，網格包括裂紋塊和非裂紋塊，裂紋塊由于包含裂紋需要較細致的劃分，而非裂紋塊可以劃分得較粗一些。裂紋塊和非裂紋塊的組合可以使用多點位移約束法，使得二者的位移在其接觸面上保持一致，從而使組合后的網格保持變形協調。疲勞裂紋擴展后新網格的生成可以只對裂紋塊進行，非裂紋塊阿格保持不變。網格劃分完畢后，應用四分之一點位移法或者三維J積分法計算裂紋擴展前沿上的各個節點的應力強度因子，J積分的計算方法有回路法和虛擬節點位移法。裂紋前沿的曲線形狀可以由一些離散點(節點)來定義，那么，就可以應用Paris公式分別求這些節點上的裂紋擴展量(

15、也就是這些節點的位移量)a，據此可以確定新的裂紋前沿。該方法能夠模擬裂紋擴展過程，跟蹤裂紋形狀的發展變化，大大提高了裂紋擴展壽命的預測精度。2、疲勞試驗使用軟件來仿真計算虛擬“新產品”作為抗疲勞設計的一個手段，并不能代替疲勞試驗，虛擬計算的目的是為了盡可能地減少疲勞試驗的次數。新產品的疲勞可靠性最終要通過疲勞試驗來檢驗，目前國內對鐵道車輛零部件的疲勞試驗，只能夠做程序加載的疲勞試驗。如TB1959和TB1960所規定的試驗標準，用程序載荷譜加載的疲勞試驗一般只能夠對產品進行合格檢驗或產品的性能對比，不能夠真正用于研究產品的壽命。在國外，主要采用隨機載荷譜加載進行疲勞試驗來研究產品的壽命這樣就徹

16、底消除了程序載荷譜時高低載荷的加載次序和各加載位置載荷相位差對構件壽命的影響。這種加載方法能夠較為真實地模擬構件所承受的載荷，使所得的試驗壽命能夠真實地反映運用壽命在各個構件之間布置載荷傳感器十分困難，而在構件上貼上應變片則很方便，所以一般不能直接采集到構件的隨機載荷譜，只能夠采集到構件上某些點的應變譜。從運用當中的構件上采集的應變譜若直接用于疲勞試驗，雖然試驗壽命最為接近實際的運用壽命，但試驗的時間將與構件的實際運用時間相當，疲勞試驗就失去了其意義。所以，要對采集的應變譜進行一些編輯處理。合理的疲勞編輯應該滿足2個方面，其一是經過編輯后的信號與原始信號對構件的總損傷基本一致；其二是編輯前后的

17、信號所產主的損傷分布基本一致。過去，用線性放大載荷信號或者用“等效”的常幅載荷信號來加速疲勞試驗的做法，不符合上面所提的第2個方面疲勞試驗有單通道和多通道之分，疲勞編輯也有所區別單通道編輯只編輯響應信號(應變譜)，多通道編輯需要同步編輯響應信號(應變譜)和驅動信號(隨機載荷譜)。二、CW-200轉向架疲勞壽命預測實例圖1是轉向架焊接構架待評估位置:  圖1 CW-200轉向架焊接構架待評估位置2.1 有限元模型圖2是CW-200轉向架有限元模型 圖2 CW-200轉向架有限元模型有限元模型采用平面四節點單元，單元大小20mm。疲勞試驗載荷包括垂向載荷與橫

18、向載荷，垂向載荷作用在空氣彈簧座上，橫向載荷作用在橫向減振器座上。2.2 疲勞試驗載荷根據UIC標準：垂直力（每個側架）(取=0.2，=0.1)靜態部分：FZS1=FZS2=FZ準靜態部分（模擬曲線中的滾動）：FZQ1=FZQ2=+-FZ動態部分（跳動模擬）：FZD1=FZD2=+-FZ橫向力（每個轉向架）準靜態部分：FYQ=+-0.25*(FZ+0.5*m+*g)動態部分：FYD=+-0.25*(FZ+0.5*m+*g)其中，FZ=135KN   m+*g=60KN 圖13UIC標準中垂向動載荷模式 圖14UIC標準中橫向動載荷模式

19、由于產生疲勞破壞的主要為動態部分力，所以在疲勞評估時忽略靜態部分和準靜態部分對疲勞壽命的影響，所以需加的疲勞載荷為：垂直力（每個側架）:FZ=2*(0.2*135)=54KN橫向力（每轉向架）: FY=2*0.25*(135+0.5*60)=82.5KN在UIC標準中,加載分三個階段，分別以1倍、1.2倍和1.4倍的比例關系逐段強化，每個階段加載的循環次數分別為6e106、2e106和 e106次。 圖15UIC標準中三段加載模式垂向力動態部分與橫向力動態部分作用頻率與相位均相同，因而視其為一個載荷事件。2.3 有限元計算按照UIC515-4的實驗室疲勞實驗加載要求，首先將

20、其靜載到要有限元模中,然后基于動載與靜載的比例關系進行應力換算，即得動載應力（任一點的值都可由下圖讀出）。圖3是部分有限元計算結果:  圖3疲勞載荷作用下應力云圖 2.4 S-N曲線選取將待評估點所處的結構細部與IIW標準鋼結構細部疲勞強度值表中提供的結構細部對比，選擇合適的類型FAT級別。CW-200轉向架構架各點的疲勞強度級別FAT值列入下表： 表1 待評估位置FAT等級列表編號123456789101112131415接頭類型管接頭管接頭T型接頭管接頭T型接頭端部接頭管接頭端部接頭對接接頭對接接頭T型接頭非承載T接頭T型接頭管接頭T型接頭

21、FAT5050805080455045717180100805080 根據各點的疲勞強度級別FAT值，即可在IIW標準中（表2）查找相應的S-N曲線參數,即m、C值。表2  IIW標準中各級別S-N曲線參數（MPa）Palmgren-Miner累積特征抗疲勞-S-N曲線的修正值最初斜率m1=3.0，循環數5e6時的常幅疲勞極限l,x二次斜率m2=5.0,在106循環時截止級別循環數N<5e6，m1=3時S-N曲線的常數C常幅疲勞極限循環數N>5E6，m2=5時S-N曲線的常數C截止極限2552001801601401251121009080716356

22、5045403632282522201816142.27e131.600e131.166e138.192e125.488e123.906e122.810e122.000e121.458e121.012e127.158e115.001e113.512e112.500e111.823e111.280e119.331e106.554e104.390e103.125e102.130e101.600e101.166e108.192e95.488e916614713311810392.182.573.766.358.952.346.441.336.833.229.526.523.620.618.416.2

23、14.713.311.810.36.261e173.474e172.052e171.139e175.840e163.313e161.913e161.086e166.411e153.558e151.959e151.078e155.980e143.393e142.004e141.112e146.565e133.643e131.869e131.060e135.596e123.474e122.052e121.139e125.840e1191.180.972.864.856.750.645.340.536.432.428.725.522.720.218.216.214.613.011.310.18.98

24、.17.36.55.7 然后就可以根據邁納爾損傷累積理論計算疲勞壽命，這里為疲勞損傷比之和。疲勞壽命極限 ；（對應i）累計損傷率D=計算結果列表如下： 表3  CW-200焊接構架待評估點疲勞損傷比之和標號FAT 垂向橫向1倍(加載6e6次)1.2倍(加載2e6次)1.4倍(加載2e6次)150應力范圍2.533.5S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0250應力范圍11.213.4415.68S-N曲線m無C無m無C無m=無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0380應力范圍9.911.881

25、3.86S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0450應力范圍16.119.3222.54S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0580應力范圍41.649.9258.24S-N曲線m=5C=3.558e15m=5C=3.558e15m=5C=3.558e15疲勞壽命2.86e71.15e75.31e6損傷比0.210.1740.377累積損傷比0.761645應力范圍18.822.5626.32S-N曲線m=5C=2.004e14m=5C=2.004e14m=5C=2.004e14疲勞壽命8.53e73.43e71.

26、59e7損傷比0.070.0580.126累積損傷比0.254750應力范圍3.13.724.34S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命1.58e3無限無限損傷比000累積損傷比0845應力范圍6.67.929.24S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0971應力范圍7.38.7610.22S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01071應力范圍11.013.215.4S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01180應力范圍26.531.837.1S-N曲線m無C無m無C無m

27、=5C=3.558e15疲勞壽命無限無限5.06e7損傷比000.04累積損傷比0.0412100應力范圍37.244.6452.08S-N曲線m無C無m=5C=1.086e16m=5C=1.086e16疲勞壽命無限6.13e72.83e7損傷比00.0330.071累積損傷比0.1041380應力范圍7.278.72410.178S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01450應力范圍8.279.92411.578S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01580應力范圍4.205.045.88S-N曲線m無C無m無C

28、無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0       二、根據這一點的接頭形式，查出對應的S-N曲線，方法：1. UIC標準-FAT值-（判斷和常幅疲勞極限、截止極限的大小關系）-m、c值-(由公式 )-疲勞壽命極限值N;2. 同時（疲勞載荷引起的應力范圍）對應一個循環次數n；3. 最后求得損傷比4. 將疲勞載荷逐步加強到1.2倍和1.4倍，重復以上過程，又會得到兩個損傷比；5. 將三個損傷比相加，得到累計損傷比，并判斷是否小于1（合格） 一、對于其它每一點重復以上過程，完成對每一評估點的合格與否檢驗

29、 編號123456789101112131415接頭類型管接頭管接頭T型接頭管接頭T型接頭端部接頭管接頭端部接頭對接接頭對接接頭T型接頭非承載T接頭T型接頭管接頭T型接頭FAT5050805080455045717180100805080 Palmgren-Miner累積特征抗疲勞-S-N曲線的修正值最初斜率m1=3.0，循環數5e6時的常幅疲勞極限l,x二次斜率m2=5.0,在106循環時截止級別循環數N<5e6，m1=3時S-N曲線的常數C常幅疲勞極限循環數N>5E6，m2=5時S-N曲線的常數C截止極限255200180160140125112100908

30、07163565045403632282522201816142.27e131.600e131.166e138.192e125.488e123.906e122.810e122.000e121.458e121.012e127.158e115.001e113.512e112.500e111.823e111.280e119.331e106.554e104.390e103.125e102.130e101.600e101.166e108.192e95.488e916614713311810392.182.573.766.358.952.346.441.336.833.229.526.523.620.61

31、8.416.214.713.311.810.36.261e173.474e172.052e171.139e175.840e163.313e161.913e161.086e166.411e153.558e151.959e151.078e155.980e143.393e142.004e141.112e146.565e133.643e131.869e131.060e135.596e123.474e122.052e121.139e125.840e1191.180.972.864.856.750.645.340.536.432.428.725.522.720.218.216.214.613.011.31

32、0.18.98.17.36.55.7  標號FAT 垂向橫向1倍(加載6e6次)1.2倍(加載2e6次)1.4倍(加載2e6次)150應力范圍2.533.5S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0250應力范圍11.213.4415.68S-N曲線m無C無m無C無m=無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0380應力范圍9.911.8813.86S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0450應力范圍16.119.3222.54S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限

33、損傷比000累積損傷比0580應力范圍41.649.9258.24S-N曲線m=5C=3.558e15m=5C=3.558e15m=5C=3.558e15疲勞壽命2.86e71.15e75.31e6損傷比0.210.1740.377累積損傷比0.761645應力范圍18.822.5626.32S-N曲線m=5C=2.004e14m=5C=2.004e14m=5C=2.004e14疲勞壽命8.53e73.43e71.59e7損傷比0.070.0580.126累積損傷比0.254750應力范圍3.13.724.34S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命1.58e3無限無限損傷比000累積損傷比

34、0845應力范圍6.67.929.24S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0971應力范圍7.38.7610.22S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01071應力范圍11.013.215.4S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01180應力范圍26.531.837.1S-N曲線m無C無m無C無m=5C=3.558e15疲勞壽命無限無限5.06e7損傷比000.04累積損傷比0.0412100應力范圍37.244.6452.08S-N曲線m無C無m=5C=1.086e16m=

35、5C=1.086e16疲勞壽命無限6.13e72.83e7損傷比00.0330.071累積損傷比0.1041380應力范圍7.278.72410.178S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01450應力范圍8.279.92411.578S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比01580應力范圍4.205.045.88S-N曲線m無C無m無C無m無C無疲勞壽命無限無限無限損傷比000累積損傷比0當前，提速/重載在迎合社會需求的同時，隨之也出現了一些值得關注的問題，其中，機車車輛許多構件，尤其是焊接轉向架，服役不久頻繁發生疲勞斷裂，并導致了重大經濟損失?？陀^上，由于提速/重載，機車車輛動負荷加劇，然而，這不過是問題的外因，而內因則是我們對這些機車車輛裝備沒有注入與提速/重載相匹配的且有相當儲備的抗疲勞能力。許多疲勞斷裂案例分析表明：在設計階段，我們仍停留在傳統的靜強度設計層次上，對焊接轉向架尤其缺少抗疲勞設計的理念，缺少相應的技術，缺少必要的基礎數據。因此，許多疲勞斷裂隱患始于設計階段。事實上，自從人們認定“預防疲勞斷裂”是一個公認的難題以來