CN113515810A - 基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，属于轨道车辆技术领域，包括步骤：对转向架的薄弱环节进行分析以及可靠性指标分配；结构静强度可靠性量化设计；结构动强度和疲劳强度可靠性仿真分析；对焊接部位、橡胶节点以及紧固件进行疲劳寿命分析及预测；以结构静强度、转向架动强度可靠度、疲劳强度可靠度、疲劳寿命及性能安全性概率风险指标作为约束函数，对转向架进行结构概率优化，得到转向架最优设计；对转向架最优设计进行安全性概率风险评价。本发明形成的工程实用的转向架可靠性与安全性分析技术方法流程，能够指导转向架关键件的可靠性与安全性设计分析，提早发现薄弱环节，提高动车组转向架可靠性与安全性水平。

Description

基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法
技术领域
本发明专利涉及轨道车辆技术领域，特别是涉及一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法。
背景技术
转向架是动车组的走行装置，具有承载、减振、导向、牵引、制动等重要功能，决定了动车组的运营速度和运行品质，是动车组的核心技术。随着动车组运行速度的提高，转向架的振动加速度和频率也明显增加，动车组在持续高速运行中，转向架一旦发生问题将影响到整个列车的安全运行，因此对于动车组转向架来说，其可靠性和安全性至关重要。
以往的转向架设计开发过程，仅仅要求保证实现转向架功能，并未将可靠性及安全性技术因素作为专业技术参数进行考虑，导致无法定量说明转向架可靠性及安全性水平。
结构可靠性工程作为一项个性化工程，结构件不像电子件具有通用性，其个性很强，尤其对于重要结构件必须保证在其寿命周期内，不能存在任何可靠性问题，因此对转向架这种类型产品的结构进行可靠性设计就有了很强的必要性。
发明内容
为解决现有技术中在转向架设计过程中，未将可靠性及安全性技术因素作为专业技术参数进行考虑，导致无法定量说明转向架可靠性及安全性水平的问题，提供一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法。
为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，包括以下步骤：
步骤一：对转向架的薄弱环节进行分析，得到所述转向架的可靠性关键件及其对应的故障模式和故障原因，以及根据所述转向架的结构组成，分别对所述转向架的基本可靠性指标和任务可靠性指标进行分配，得到各所述可靠性关键件的可靠性指标；
步骤二：根据所述可靠性指标对长载荷作用下所述可靠性关键件的结构静强度进行可靠性量化设计，使所述转向架在满足结构静强度设计要求的同时满足可靠性设计要求；
步骤三：对冲击载荷作用下所述转向架的结构动强度和交变载荷作用下焊接部位的疲劳强度进行可靠性仿真分析，得到转向架动强度可靠度和转向架疲劳强度可靠度；
步骤四：对所述转向架的焊接部位、橡胶节点以及紧固件进行疲劳寿命分析及预测，得到所述转向架的焊接部位、橡胶节点以及紧固件的疲劳寿命；
步骤五：以转向架性能为目标函数，以所述结构静强度、所述转向架动强度可靠度、所述转向架疲劳强度可靠度、所述疲劳寿命以及性能安全性概率风险指标作为约束函数，对所述转向架进行结构概率优化，得到转向架最优设计，其中，所述性能安全性概率风险指标包括运行平稳性指标和运行稳定性指标；
步骤六：对所述转向架最优设计进行安全性概率风险评价，得到用于评价所述转向架最优设计的性能安全性的平稳性安全概率风险指标和稳定性安全概率风险指标。
本发明在转向架关键结构件动力学性能仿真分析的基础上，结合结构可靠性理论以及基于数字化样机的协同仿真技术，进行复杂应力条件下转向架关键件结构静强度可靠性量化分析，动强度和疲劳可靠性以及结构安全性分析评价，基于可靠性的结构优化设计，通过应用验证，形成适合轨道客车转向架结构可靠性和结构安全性研究的一套包括量化设计、仿真评价和先进、成熟、完整的规范体系。本发明形成的工程实用的转向架可靠性与安全性分析技术方法流程，能够指导转向架关键件的可靠性与安全性设计分析，提早发现薄弱环节，提高动车组转向架可靠性与安全性水平。通过转向架系统可靠性、安全性分析技术研究，将可靠性和安全性分析技术应用于转向架设计开发全流程，能够达到以下技术效果：
(1)早发现、多发现转向架结构设计中的可靠性薄弱环节，缩减研制周期，提高转向架结构可靠性水平；
(2)突破长期制约转向架复杂应力条件下难以定量计算关键结构件可靠度瓶颈问题；
(3)提升转向架结构可靠性研究水平，将目前可靠性分析提升到数字化设计分析水平；
(4)在保证功能以及性能要求的前提下，检验转向架结构件的可靠性水平，进行关键零部件参数设计，为可靠性和耐久性试验提供指导；
(5)在复杂应力条件下结构可靠性和安全性分析建立转向架可靠性和安全性参数数据库奠定基础。
附图说明
图1为本发明基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法的整体流程图；
图2为本发明中CW400型转向架薄弱环节分析以及可靠性指标分配技术实施流程图；
图3为本发明中CW400型转向架关键件结构静强度可靠性量化设计技术实施流程图；
图4为本发明中CW400型转向架结构动强度和疲劳强度可靠性仿真技术实施流程图；
图5为本发明中对CW400型转向架的橡胶节点以及紧固件进行疲劳寿命分析及预测技术实施流程图；
图6为本发明中基于可靠性的CW400型转向架结构概率优化设计技术实施流程图；
图7为本发明中CW400型转向架性能安全性技术实施流程图。
具体实施方式
本发明是在对转向架设计开发全过程先进技术方法及流程进行全面深入研究分析的基础上，特别地，研究如何将提高转向架设计可靠性和安全性技术方法贯穿于转向架设计开发的全过程，提出了动车组转向架(包括CW400型转向架)系统结构优化设计流程，详细说明了各关键技术应用问题的解决途径和方法。整个提高系统可靠性和安全性技术方法应用包括转向架关键结构件动力学性能分析，结合结构可靠性理论以及基于数字化样机的协同仿真技术，进行复杂应力条件下转向架关键件结构静强度可靠性量化分析，动强度和疲劳可靠性以及结构安全性分析评价，基于可靠性的结构优化设计，通过应用验证，形成适合轨道客车转向架结构可靠性和结构安全性研究的一套包括量化设计、仿真评价和先进、成熟、完整的转向架设计开发方法流程。下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
在其中一个实施例中，如图1所示，本发明提供一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：对转向架的薄弱环节进行分析，得到转向架的可靠性关键件及其对应的故障模式和故障原因，以及根据转向架的结构组成，分别对转向架的基本可靠性指标和任务可靠性指标进行分配，得到各可靠性关键件的可靠性指标；
通过潜在故障模式分析技术，收集、整理、分析动车组转向架系统常见故障和故障模式，建立故障模式库；通过故障模式、影响及危害性分析(Failure Mode，Effects andCriticalityAnalysis，FMECA)分析得到可靠性关键件和关键件故障模式(Ⅰ、Ⅱ类故障模式)，其中I、II类故障是指依据转向架不同层级(系统、设备、部件)故障造成危害严重程度定义的，I类为灾难性的会引起人员死亡或系统毁坏，II类为致命的故障为引起人员的严重伤害或重大经济损失；最后针对Ⅰ、Ⅱ类故障模式建立顶事件进行故障树分析(Fault TreeAnalysis，FTA)，深入故障产生的硬件、环境和人为因素等原因，并给出改进措施。此外，根据转向架的结构组成，以及转向架系统可靠性指标要求、转向架可靠性模型，进行可靠性指标分配，得到转向架各可靠性关键件的可靠性指标。
步骤二：根据可靠性指标对长载荷作用下可靠性关键件的结构静强度进行可靠性量化设计，使转向架在满足结构静强度设计要求的同时满足可靠性设计要求；
针对FMECA得到的转向架可靠性关键件和Ⅰ、Ⅱ类故障模式，考虑可靠性分配结果，应用广义“应力—强度干涉”理论，进行长载荷作用下可靠性关键件结构静强度的可靠性量化设计，实现对转向架关键件可靠性的主动设计。
步骤三：对冲击载荷作用下转向架的结构动强度和交变载荷作用下焊接部位的疲劳强度进行可靠性仿真分析，得到转向架动强度可靠度和转向架疲劳强度可靠度；
步骤四：对转向架的焊接部位、橡胶节点以及紧固件进行疲劳寿命分析及预测，得到转向架的焊接部位、橡胶节点以及紧固件的疲劳寿命；
结合疲劳累计损伤理论和结构可靠性仿真方法，对焊接部位、橡胶节点疲劳寿命以及紧固件磨损寿命进行预测，并进行疲劳寿命试验验证。
步骤五：以转向架性能为目标函数，以结构静强度、转向架动强度可靠度、转向架疲劳强度可靠度、疲劳寿命以及性能安全性概率风险指标作为约束函数，对转向架进行结构概率优化，得到转向架最优设计，其中，性能安全性概率风险指标包括运行平稳性指标和运行稳定性指标；
基于可靠性的转向架可靠性概率优化设计的主要目的是使转向架达到最佳性能指标时，要求它的可靠性水平不低于某一水平，也就是将可靠性要求作为约束条件，运用最优化方法得到在概率意义下的最佳设计的一种数值计算方法，本步骤将以转向架性能为目标函数，将上述结构静强度、转向架动强度可靠度、转向架疲劳强度可靠度和疲劳寿命以及性能安全性概率风险指标为约束函数，综合考虑多层次、多学科之间参数耦合和随机性，对转向架进行结构概率优化，得到转向架最优设计。
步骤六：对转向架最优设计进行安全性概率风险评价，得到用于评价转向架最优设计的性能安全性的平稳性安全概率风险指标和稳定性安全概率风险指标。
最后，结合潜在故障模式、原因和故障树分析，对转向架的性能安全性指标(运行稳定性)进行评价，在此基础上，进行性能安全性概率风险仿真评价。
上述步骤形成转向架结构可靠性设计优化方案，应用于转向架设计开发流程中。
下面以研究对象为CW400型转向架为例，对前述实施例中各个步骤作进一步的详细说明。需要说明的是，本发明所提出的设计方法还适用于其他型号的转向架。
一、CW400型转向架薄弱环节分析以及可靠性指标分配
CW400型转向架薄弱环节分析以及可靠性指标分配技术实施流程如图2所示，具体包括以下步骤：
(1)转向架故障模式、影响及危害性分析
FMECA是在工程实践中总结出来的，以故障模式为基础，以故障影响或后果为目标的分析技术。转向架FMECA分析流程如下：
a.调研获得CW400型转向架系统的结构、组成、功能、所处工作环境、环境应力、工作状态等相关资料；在调研相关资料的同时，还调研CW400型转向架系统的失效模式(如过量变形，断裂，蛇形失稳、表面损伤失效等)和失效机理(如摩擦/磨损，塑性变形、振动冲击等)，并形成失效模式和失效机理库；
b.通过广泛调研和分析，确定典型转向架故障模式，如结构故障(破损)、高度控制阀漏油、联轴器齿轮箱漏油等；
c.进行转向架故障机理分析，根据故障机理确定故障发生的条件和故障发生过程；
d.找出设计和可能的预防措施，以防止最主要的失效模式及失效机理；
e.确定各种失效模式及失效机理对CW400型转向架影响的严重程度，确定可靠性关键件及其对应的故障模式，其中故障模式包括I类故障模式和II类故障模式。
(2)CW400型转向架系统故障原因分析
在上述FMECA分析的基础上，采用FTA方法，结合转向架的相关资料，综合对转向架系统可靠性关键件的故障原因进行分析。由FTA识别转向架的薄弱环节，根本原因分析是一个系统化的问题处理过程，转向架系统故障的根因分析可从以下几方面进行：
a.对转向架可靠性故障件故障发生的模式、所处环境、所采取的措施等数据进行收集；
b.对收集到的数据进行分析，确定故障发生原因、重要程度，确定各种原因因素；
c.找出问题解决办法，根据故障原因制定预防措施。
(3)转向架系统可靠性指标分配
根据CW400型转向架系统的结构组成，建立系统可靠性模型以及工作流程图，分别对转向架系统的基本可靠性指标和任务可靠性指标进行分配，得到转向架的可靠性关键件的可靠性指标，为可靠性量化设计提供可靠性指标要求。
(4)分析结果
通过FMECA、FTA和可靠性指标分配，得到了影响转向架可靠性最主要的失效原因和薄弱环节以及各可靠性关键件及其相对应的故障模式和故障原因，并量化了可靠性关键件的可靠性指标要求，为后期可靠性量化设计和仿真评价奠定基础。
二、超长载荷作用下CW400型转向架关键件结构静强度可靠性量化设计
通过前期FMECA分析，确定CW400型转向架系统薄弱环节和可靠性失效判据，建立失效机理模型，分析设计变量，进行可靠性指标要求分配。接下来对可靠性关键件的结构静强度进行可靠性量化设计，CW400型转向架关键件结构静强度可靠性量化设计技术实施流程如图3所示，具体包括以下步骤：
(1)针对可靠性关键件进行承载能力仿真分析
按照UIC 515-4和EN13749标准以及西门子技术文件“拖车构架疲劳试验规范”，进行转向架(动车和拖车转向架)可靠性关键件性能分析，在超长载荷下不同工况下的承载能力(应力分布和变形、断裂等情况)，对于安全裕度较低的结构件在后期可靠性量化设计应重点关注。仿真分析过程同时进行几何变量，环境变量、材料变量及其他相关变量的数据采集，通过随机过程采集随机变量数据信息，采集的变量数据作为零部件可靠性分析的输入，为零部件可靠性分析提供基础数据，同时，采集的变量数据HIA用于根据可靠性指标对可靠性关键件进行性能仿真分析。
(2)零部件可靠性分析
在进行关键件可靠性分析和承载能力仿真分析(ANSYS)的基础上，针对部件结构进一步进行分解，进行零部件可靠性分析，确定随机变量参数(如随机变量类型和参数、相关性信息、随机场)和仿真模型。根据随机变量参数及仿真模型特点，选择适用于既定零部件特性的仿真分析算法(如自适应重要度抽样法、响应面法、蒙特卡罗法等算法)等进行仿真分析。
(3)依据可靠性分析的设计改进
根据仿真分析结果确定影响转向架可靠性的因素，从可靠性增长角度进行设计改进，判断是否进行设计变量调整。对于满足可靠度的设计变量值不进行调整，对于不满足可靠度的设计变量值进行调整。
(4)结构静强度可靠性量化设计改进
根据可靠性指标要求，以参数重要度和参数灵敏度为改进依据，针对转向架设计关键参数、关键失效模式、设计改进方法结合仿真数据采集信息对影响结构可靠性影响显著的设计变量进行改进，并反馈改进后的设计变量，使转向架在满足结构静强度设计同时满足可靠性设计要求。
三、CW400型转向架结构动强度和疲劳强度可靠性仿真分析
CW400型动车组转向架结构动强度和疲劳强度可靠性仿真技术实施流程如图4所示，具体包括以下步骤：
(1)确定CW400型转向架的载荷工况、边界条件以及基础数据，其中载荷工况包括运营载荷、超长载荷、冲击载荷等，边界条件包括机械负载、接触类型和位移约束等。通过以下方式确定转向架的载荷工况和边界条件：
√考察转向架结构静强度采用的是超长载荷不同工况下加载进行承载能力分析；
√按照相关UIC 515-4和EN13749标准要求，考察结构疲劳强度采用的是运营载荷工况，通过计算任意两个工况下的应力差和平均应力作为载荷谱的平均应力和应力幅值；
√按照TB/T3058-2002《铁路应用—机车车辆设备冲击和振动试验》要求，需要考核车体和转向架本身的抗冲击强度以及车体和转向架的连接强度，车冲击速度由3km/h开始，以1～2km/h的增量递增，直到车钩冲击力达到1500kN或冲击速度达到7km/h。
根据载荷工况和边界条件确定转向架的基础数据，包括性能数据、S-N(应力-寿命)数据、材料属性等。
(2)基于机械结构可靠性评价分析系统(Automatic Reliability EvaluationSystem，ARES)的CW400型转向架动强度以及疲劳强度仿真分析
将转向架的载荷工况、边界条件以及基础数据输入至ARES中，ARES对冲击载荷作用下转向架的结构动强度以及交变载荷作用下焊接部位的疲劳强度进行仿真分析，得到转向架动强度可靠度和转向架疲劳强度可靠度。
仍参照图4，ARES对冲击载荷作用下转向架的结构动强度以及交变载荷作用下焊接部位的疲劳强度进行仿真分析的过程包括以下步骤：
①根据确定的基础数据、边界条件及载荷工况建立FEA(Finite ElementAnalysis)模型，进行有限元建模仿真，然后进行ANSYS求解，输出有限元建模仿真文件，说明建模仿真过程，该输出文件作为ARES的输入；
②对FEA模型的细节应力以及结构动力学仿真分析的仿真结果进行分析，确定应力危险位置以及动力响应，根据结构动力学破坏准则-首次超越破坏准则以及结构疲劳极限理论(Goodman疲劳极限图)，定义转向架关键件极限状态函数，同时该极限状态函数作为ARES的输入；
③通过实验验证分析结果，应用Simpack进行多体动力学建模分析，输出动力学建模仿真文件，说明建模仿真过程，该输出文件也作为ARES的输入；
④综合考虑有限元建模仿真、极限状态函数定义及多体动力学建模分析结果，完成求解设置文件、响应变量定义和映射、随机变量定义和映射以及计算流程方案配置的定义作为ARES的输入，通过协同仿真技术以及高效率、高精度的结构可靠性仿真方法，仿真分析得到转向架动强度可靠度和转向架疲劳强度可靠度。
四、CW400型转向架寿命分析及预测
对CW400型转向架的橡胶节点以及紧固件进行疲劳寿命分析及预测技术实施流程如图5所示，具体包括以下步骤：
(1)通过橡胶材料的本构理论及常用本构模型，确定适合于橡胶节点(如轴箱定位)材料的本构模型；
(2)分析橡胶节点的静态特性，在对橡胶节点几何参数进行分析的基础上，通过有限元分析软件建立橡胶节点有限元模型，对橡胶节点三个加载方向的刚度特性进行模拟仿真，结合载荷工况经过准静态应力分析后，得出准静态应力影响因子，准静态应力影响因子用于分析橡胶层厚度以及节点外套形式对橡胶节点静态特性影响；
(3)利用动力学参数、轮轨接触参数及轨道不平顺参数，通过动力学仿真软件(Simpack)进行整车动力学建模，结合载荷工况进行动力学分析，研究橡胶节点的纵向和横向刚度对动力学性能的影响，得出载荷时间历程，可以合理控制橡胶节点的刚度，使之不但满足良好的动力学性能要求，同时保证其疲劳寿命；
(4)通过结合准静态应力分析得到的准静态应力影响因子与动力学分析得到的载荷时间历程，二者叠加后得出动应力历程；对橡胶节点的材料特性参数进行雨流计数，结合动应力历程，通过MATLAB软件进行计算后，预测橡胶节点的疲劳寿命；
(5)通过疲劳寿命试验确定橡胶节点的使用寿命，对预测疲劳寿命进行验证，首先确定进行疲劳寿命试验的输入条件，输入条件包括：根据转向架橡胶节点实际的工作条件、环境条件及维护使用条件确定的具体试验条件；以橡胶节点为受试产品，确定其种类、数量、故障判据及原则；以及在前期寿命预测分析的基础上，制定橡胶节点以及紧固件的寿命试验剖面和试验时间，分析影响橡胶节点的主要环境应力和工作应力，其中寿命试验剖面由橡胶节点以及紧固件的寿命剖面和实测应力数据组成；
(6)研究橡胶节点以及紧固件疲劳寿命试验方法，制定试验方案和实施流程；
(7)利用工程经验法、分析法等统计分析方法对疲劳寿命试验数据进行统计和评估，确定使用寿命，利用使用寿命对预测的橡胶节点的疲劳寿命进行验证，最终得到橡胶节点以及紧固件的疲劳寿命。
对转向架的焊接部位进行疲劳寿命分析及预测的过程包括以下步骤：
(1)转向架细节应力分析
计算转向架疲劳关键件在运营载荷不同工况下的应力和变形情况，确定转向架疲劳危险部位。
(2)计算转向架疲劳应力谱
按照UIC 515-4和EN13749标准要求，通过计算运营载荷任意两个工况下的应力差和平均应力，并将计算的应力差和平均应力作为转向架载荷谱的平均应力和应力幅值，从而制定转向架疲劳应力谱。
(3)高周疲劳寿命计算
转向架大量采用焊接承载部件，其焊缝接头不可避免的造成应力集中，故其焊接部位的疲劳寿命是目前关注的重点。根据转向架焊接部位的焊缝连接形式和潜在疲劳危险位置，结合焊接位置S-N曲线(应力-寿命曲线)和累计损伤理论，进行高周疲劳寿命计算，得到转向架的焊接部位的疲劳寿命。
五、基于可靠性的CW400型转向架结构概率优化设计
基于可靠性的CW400型动车组转向架结构概率优化设计技术实施流程如图6所示，具体包括以下步骤：
(1)数据采集
通过前期步骤性能仿真方式(结构静强度、转向架动强度可靠度、转向架疲劳强度可靠度、疲劳寿命、动力学)获取的信息进行数据采集，为可靠性分析参数输入做准备。
(2)参数输入
在对仿真随机过程采集的随机变量数据信息进行分析的基础上，确定进行转向架零部件性能分析的设计变量，包括载荷、材料、几何尺寸等；零部件性能分析包括疲劳分析、断裂分析、振动分析、屈曲分析等。
(3)概率灵敏度分析
通过概率灵敏度研究分析转向架系统的应力、强度等状态或输出变化对温度、载荷、弹性模量、半径等的敏感程度，在最优化方法中分析研究原始数据不准确或发生变化时最优解的稳定性，通过概率灵敏度分析决定哪些参数对转向架系统有较大的影响。
(4)可靠性模型模拟
通过DOE(Design OfExperiment)试验设计，筛选出重要变量，作为可靠性约束的随机变量，通过Kriging响应面模拟，确定可靠性模型(Kriging模型)。
(5)可靠性约束
以转向架性能为目标函数，将强度可靠性约束(结构静强度、动强度、疲劳强度)、疲劳可靠性约束(疲劳寿命)以及性能安全性概率风险约束(性能安全性概率风险指标)作为约束函数。
(6)优化设计分析
利用快速概率分析、自适应重要度抽样、最大熵理论、最佳平方逼近、全局搜索优化及灵敏度分析方法进行转向架系统全局灵敏度分析、多学科协同优化设计分析、可靠性灵敏度设计，制定可靠性试验计划和设计准则。
(7)设计改进
通过关键参数、关键失效模式、改进设计和细化模型的方式进行设计调整，最终通过循环迭代的方式确定可靠性约束下的最优目标值和参数灵敏度，得到转向架最优设计。
六、CW400型转向架性能安全性分析评价
CW400型动车组转向架性能安全性技术实施流程如图7所示，具体包括以下步骤：
(1)转向架性能安全性指标分析
性能安全性指车辆在运行、制动及事故过程中避免引起乘坐性能恶化，乃至伤害乘员的特性，轨道车辆性能安全问题有：运行稳定性，蛇行失稳，脱轨安全，车辆倾覆稳定性及制动安全等。衡量转向架安全性可以从两方面进行评定：运行稳定性和运动平稳性。按照GB5599-85《铁路车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》要求，客车运行平稳性(旅客乘坐的舒适性)分别按平稳性指标和平均最大振动加速度评定；客货车辆运行稳定性分别按脱轨系数、轮重减载率、横向力允许限度、倾覆系数等指标评定。其中评定平稳性和稳定性指标性能参数(振动加速度、振动频率、轮轴上的横向力和钢轨上的垂向力)可以通过机构动力学、FEA振动性能仿真得到；
(2)CW400型动车组转向架转向架三维建模、动力学分析、强度分析和振动分析
目前关于动车组转向架安全性分析主要通过运行平稳性指标和稳定性指标进行评价，本发明提出了概率安全性风险分析方法，将“应力-强度”干涉模型运用到安全性分析中，并综合考虑影响性能安全性的参数随机性影响，分别得到转向架基于运行平稳性和稳定性的安全性概率分析指标。
利用Pro/Engineering软件进行转向架设计及组装三维实体建模，通过Simpack接口进行动力学模型建模和动力学性能分析，利用Hypermesh与Ansys联合仿真的方式进行有限元建模、强度分析和振动分析。
(3)稳定性安全概率和平稳性安全概率指标分析
在转向架性能安全性指标分析的基础上，在ARES系统中，结合设计参数灵敏度分析和设计参数重要度分析，应用响应面法和蒙特卡罗仿真法对转向架最优设计的性能安全性进行分析评价，具体是对转向架平稳性指标和转向架稳定性指标进行分析评价，最终确定转向架平稳性安全概率风险指标和稳定性安全概率风险指标。
本发明在转向架关键结构件动力学性能仿真分析的基础上，结合结构可靠性理论以及基于数字化样机的协同仿真技术，进行复杂应力条件下转向架关键件结构静强度可靠性量化分析，动强度和疲劳可靠性以及结构安全性分析评价，基于可靠性的结构优化设计，通过应用验证，形成适合轨道客车转向架结构可靠性和结构安全性研究的一套包括量化设计、仿真评价和先进、成熟、完整的规范体系。本发明形成的工程实用的转向架可靠性与安全性分析技术方法流程，能够指导转向架关键件的可靠性与安全性设计分析，提早发现薄弱环节，提高动车组转向架可靠性与安全性水平。通过转向架系统可靠性、安全性分析技术研究，将可靠性和安全性分析技术应用于转向架设计开发全流程，能够达到以下技术效果：
(1)早发现、多发现转向架结构设计中的可靠性薄弱环节，缩减研制周期，提高转向架结构可靠性水平；
(2)突破长期制约转向架复杂应力条件下难以定量计算关键结构件可靠度瓶颈问题；
(3)提升转向架结构可靠性研究水平，将目前可靠性分析提升到数字化设计分析水平；
(4)在保证功能以及性能要求的前提下，检验转向架结构件的可靠性水平，进行关键零部件参数设计，为可靠性和耐久性试验提供指导；
(5)在复杂应力条件下结构可靠性和安全性分析建立转向架可靠性和安全性参数数据库奠定基础。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对转向架的薄弱环节进行分析，得到所述转向架的可靠性关键件及其对应的故障模式和故障原因，以及根据所述转向架的结构组成，分别对所述转向架的基本可靠性指标和任务可靠性指标进行分配，得到各所述可靠性关键件的可靠性指标；
步骤二：根据所述可靠性指标对长载荷作用下所述可靠性关键件的结构静强度进行可靠性量化设计，使所述转向架在满足结构静强度设计要求的同时满足可靠性设计要求；
步骤三：对冲击载荷作用下所述转向架的结构动强度和交变载荷作用下焊接部位的疲劳强度进行可靠性仿真分析，得到转向架动强度可靠度和转向架疲劳强度可靠度；
步骤四：对所述转向架的焊接部位、橡胶节点以及紧固件进行疲劳寿命分析及预测，得到所述转向架的焊接部位、橡胶节点以及紧固件的疲劳寿命；
步骤五：以转向架性能为目标函数，以所述结构静强度、所述转向架动强度可靠度、所述转向架疲劳强度可靠度、所述疲劳寿命以及性能安全性概率风险指标作为约束函数，对所述转向架进行结构概率优化，得到转向架最优设计，其中，所述性能安全性概率风险指标包括运行平稳性指标和运行稳定性指标；
步骤六：对所述转向架最优设计进行安全性概率风险评价，得到用于评价所述转向架最优设计的性能安全性的平稳性安全概率风险指标和稳定性安全概率风险指标。
2.根据权利要求1所述的一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，步骤一包括以下步骤：
(1)转向架故障模式、影响及危害性分析
a.调研获得转向架的相关资料，所述相关资料包括转向架的结构、组成、功能、所处工作环境、环境应力和工作状态；
b.通过广泛调研和分析，确定典型转向架故障模式，所述典型转向架故障模式包括结构故障、高度控制阀漏油和联轴器齿轮箱漏油；
c.进行转向架故障机理分析，根据故障机理确定故障发生的条件和故障发生过程；
d.找出设计和可能的预防措施，以防止最主要的失效模式及失效机理；
e.确定各种失效模式及失效机理对转向架影响的严重程度，确定可靠性关键件及其对应的故障模式，所述故障模式包括I类故障模式和II类故障模式；
(2)转向架故障原因分析
在上述故障模式、影响及危害性分析的基础上，采用故障树分析方法，结合转向架的相关资料，综合对转向架可靠性关键件的故障原因进行分析，具体可从以下几方面进行：
a.收集可靠性关键件故障发生的模式、所处环境、所采取的措施数据；
b.对收集到的数据进行分析，确定故障发生原因、重要程度，确定各种原因因素；
c.根据故障原因制定预防措施；
(3)可靠性指标分配
根据转向架的结构组成，建立可靠性模型以及工作流程图，分别对转向架系的基本可靠性指标和任务可靠性指标进行分配，得到转向架的可靠性关键件的可靠性指标。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，步骤二包括以下步骤：
(1)对可靠性关键件进行承载能力仿真分析
进行几何变量、环境变量、材料变量和其他相关变量的数据采集，通过随机过程采集随机变量数据，采集的变量数据分别用于根据所述可靠性指标对可靠性关键件进行性能仿真分析和零部件可靠性分析；
(2)零部件可靠性分析
在进行关键件可靠性分析和承载能力仿真分析的基础之上，针对部件结构进一步进行分解，进行零部件可靠性分析，确定随机变量参数和仿真模型，然后根据随机变量参数及仿真模型特点，选择适用于既定零部件特性的仿真分析算法进行仿真分析，其中所述仿真分析算法为自适应重要度抽样法、响应面法和蒙特卡罗法中的一种；
(3)依据可靠性分析的设计改进
根据仿真分析结果确定影响转向架可靠性的因素，从可靠性增长角度进行设计改进，判断是否进行设计变量调整，对于满足可靠度的设计变量值不进行调整，对于不满足可靠度设计的变量值进行调整；
(4)结构静强度可靠性量化设计改进
根据可靠性指标要求，以参数重要度和参数灵敏度为改进依据，针对转向架设计关键参数、关键失效模式、设计改进方法结合仿真数据采集信息对影响结构可靠性影响显著的设计变量进行改进，并反馈改进后的设计变量，使转向架在满足结构静强度设计同时满足可靠性设计要求。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，步骤三包括以下步骤：
(1)确定转向架的载荷工况、边界条件以及基础数据；
(2)将转向架的载荷工况、边界条件以及基础数据输入至机械结构可靠性评价分析系统中，机械结构可靠性评价分析系统对冲击载荷作用下转向架的结构动强度以及交变载荷作用下焊接部位的疲劳强度进行仿真分析，得到转向架动强度可靠度和转向架疲劳强度可靠度。
5.根据权利要求4所述的一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，机械结构可靠性评价分析系统对冲击载荷作用下转向架的结构动强度以及交变载荷作用下焊接部位的疲劳强度进行仿真分析的过程包括以下步骤：
①根据载荷工况、边界条件以及基础数据建立FEA模型，进行有限元建模仿真及求解，输出有限元建模仿真文件，该输出文件作为机械结构可靠性评价分析系统的输入；
②对FEA模型的细节应力以及结构动力学仿真分析的仿真结果进行分析，确定应力危险位置以及动力响应，根据首次超越破坏准则以及结构疲劳极限理论，定义转向架关键件极限状态函数，极限状态函数作为机械结构可靠性评价分析系统的输入；
③通过实验验证分析结果，应用Simpack进行多体动力学建模分析，输出动力学建模仿真文件，该输出文件作为机械结构可靠性评价分析系统的输入；
④综合考虑有限元建模仿真、极限状态函数定义及多体动力学建模分析结果，完成求解设置文件、响应变量定义和映射、随机变量定义和映射以及计算流程方案配置的定义作为机械结构可靠性评价分析系统的输入，通过协同仿真技术以及高效率、高精度的结构可靠性仿真方法，仿真分析得到转向架动强度可靠度和转向架疲劳强度可靠度。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，步骤四中对所述转向架的橡胶节点以及紧固件进行疲劳寿命分析及预测的过程包括以下步骤：
(1)确定适合于橡胶节点材料的本构模型；
(2)分析橡胶节点的静态特性，在对橡胶节点几何参数进行分析的基础上，通过有限元分析软件建立橡胶节点有限元模型，对橡胶节点三个加载方向的刚度特性进行模拟仿真，经过准静态应力分析后得出准静态应力影响因子，准静态应力影响因子用于分析橡胶层厚度以及节点外套形式对橡胶节点静态特性影响；
(3)利用动力学参数、轮轨接触参数及轨道不平顺参数，通过动力学仿真软件进行整车动力学建模，结合载荷工况进行动力学分析后得出载荷时间历程；
(4)通过结合准静态应力分析得到的准静态应力影响因子与动力学分析得到的载荷时间历程得出动应力历程，对橡胶节点的材料特性参数进行雨流计数，结合动应力历程，通过MATLAB软件进行计算，预测橡胶节点的疲劳寿命；
(5)通过疲劳寿命试验确定橡胶节点的使用寿命，所述疲劳寿命试验的输入包括：根据转向架橡胶节点实际的工作条件、环境条件及维护使用条件确定的具体试验条件；以橡胶节点为受试产品，确定其种类、数量、故障判据及原则；以及在前期寿命预测分析的基础上，制定橡胶节点以及紧固件的寿命试验剖面和试验时间；
(6)研究橡胶节点以及紧固件疲劳寿命试验方法，制定试验方案和实施流程；
(7)对疲劳寿命试验数据进行统计和评估，确定使用寿命，并利用使用寿命对预测的橡胶节点的疲劳寿命进行验证，得到橡胶节点以及紧固件的疲劳寿命。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，步骤四中对所述转向架的焊接部位进行疲劳寿命分析及预测的过程包括以下步骤：
(1)转向架细节应力分析
计算转向架疲劳关键件在运营载荷不同工况下的应力和变形情况，确定转向架疲劳危险部位；
(2)计算转向架疲劳应力谱
按照UIC 515-4和EN13749标准要求，计算运营载荷任意两个工况下的应力差和平均应力，并将计算的应力差和平均应力作为转向架载荷谱的平均应力和应力幅值，从而制定转向架疲劳应力谱；
(3)高周疲劳寿命计算
根据转向架焊接部位的焊缝连接形式和潜在疲劳危险位置，结合焊接部位的S-N曲线和累计损伤理论，进行高周疲劳寿命计算，得到所述转向架的焊接部位的疲劳寿命。
8.根据权利要求1或2所述的一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，步骤五包括以下步骤：
(1)数据采集
对结构静强度、转向架动强度可靠度、转向架疲劳强度可靠度、疲劳寿命进行数据采集，为可靠性分析参数输入做准备；
(2)参数输入
确定进行转向架零部件性能分析的设计变量，所述设计变量包括载荷、材料、几何尺寸；零部件性能分析包括疲劳分析、断裂分析、振动分析、屈曲分析；
(3)概率灵敏度分析
通过概率灵敏度研究分析转向架的应力、强度状态或输出变化对温度、载荷、弹性模量、半径的敏感程度，在最优化方法中分析研究原始数据不准确或发生变化时最优解的稳定性，通过概率灵敏度分析决定哪些参数对转向架有较大的影响；
(4)可靠性模型模拟
通过DOE试验设计，筛选出重要变量，作为可靠性约束的随机变量，通过Kriging响应面模拟，确定可靠性模型；
(5)可靠性约束
以转向架性能为目标函数，将结构静强度、转向架动强度、疲劳强度、疲劳寿命以及性能安全性概率风险指标作为约束函数；
(6)优化设计分析
利用快速概率分析、自适应重要度抽样、最大熵理论、最佳平方逼近、全局搜索优化及灵敏度分析方法进行转向架全局灵敏度分析、多学科协同优化设计分析、可靠性灵敏度设计，制定可靠性试验计划和设计准则；
(7)设计改进
通过关键参数、关键失效模式、改进设计和细化模型的方式进行设计调整，最终通过循环迭代的方式确定可靠性约束下的最优目标值和参数灵敏度，得到转向架最优设计。
9.根据权利要求1或2所述的一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，步骤六包括以下步骤：
(1)转向架性能安全性指标分析
确定转向架平稳性指标和转向架稳定性指标；
(2)转向架三维建模、动力学分析、强度分析和振动分析
利用Pro/Engineering软件进行转向架设计及组装三维实体建模，通过Simpack接口进行动力学模型建模和动力学性能分析，利用hypermesh与ANSYS联合仿真的方式进行有限元建模、强度分析和振动分析。
(3)稳定性安全概率和平稳性安全概率指标分析
在转向架性能安全性指标分析的基础上，在机械结构可靠性评价分析系统中，结合设计参数灵敏度分析和设计参数重要度分析，应用响应面法和蒙特卡罗仿真法对所述转向架最优设计的性能安全性进行分析评价，得到平稳性安全概率风险指标和稳定性安全概率风险指标。
10.根据权利要求1或2所述的一种基于可靠性和安全性分析的动车组转向架设计开发方法，其特征在于，
所述转向架为CW400型转向架。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114112352A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 中国直升机设计研究所 一种尾起缓冲支柱接头疲劳试验方法
CN114919623A (zh) * 2022-06-14 2022-08-19 通号城市轨道交通技术有限公司 提高列车运行安全的方法及系统

Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101520371A (zh) * 2009-04-10 2009-09-02 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 铁道货车横向动力学可靠性地面评估方法
CN102156051A (zh) * 2011-01-25 2011-08-17 唐德尧 一种构架裂纹监测方法及其监测装置
CN104239694A (zh) * 2014-08-28 2014-12-24 北京交通大学 一种城轨列车转向架的故障预测与视情维修方法
CN104787074A (zh) * 2015-04-09 2015-07-22 大连交通大学 基于抗蛇行频带吸能机制的高速转向架动态设计方法
CN105651478A (zh) * 2015-12-15 2016-06-08 西安交通大学青岛研究院 一种基于振动信号测试零部件疲劳寿命的分析方法
CN105740606A (zh) * 2016-01-22 2016-07-06 北京交通大学 一种基于可靠性gert模型的高速列车可靠性分析方法
CN105930618A (zh) * 2016-05-17 2016-09-07 北京航空航天大学 一种针对复合材料层合板的混合疲劳可靠性优化方法
CN106096073A (zh) * 2016-05-23 2016-11-09 北京航空航天大学 一种基于损伤力学非概率区间分析模型的金属疲劳裂纹全寿命预估方法
CN107340147A (zh) * 2017-05-17 2017-11-10 中车长江车辆有限公司 一种铁路货车转向架整机疲劳试验方法
CN107526898A (zh) * 2017-09-13 2017-12-29 大连理工大学 一种变刚度复合材料板壳结构精确建模分析与可靠度优化一体化设计方法
CN107784178A (zh) * 2017-11-09 2018-03-09 中国兵器科学研究院 一种基于多故障机理耦合的机械结构可靠性分析方法
CN108596371A (zh) * 2018-04-03 2018-09-28 广西大学 一种基于可靠性的列车关键部件机会预防性维修优化模型
CN109033618A (zh) * 2018-07-24 2018-12-18 中南大学 无砟轨道典型伤损对高速列车运行安全性影响的评估方法
CN109783850A (zh) * 2018-12-08 2019-05-21 西安电子科技大学 高加速应力筛选试验的剩余寿命评估与可靠性分析方法
CN110455563A (zh) * 2019-07-24 2019-11-15 上海市市政公路工程检测有限公司 基于实测应力谱的公路钢桥疲劳分析方法
CN110781558A (zh) * 2019-10-24 2020-02-11 重庆长安汽车股份有限公司 基于疲劳和侧倾性能的汽车稳定杆多学科优化设计方法
CN110874514A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种风力发电机组后机架的强度评估方法及系统
CN110889248A (zh) * 2019-11-06 2020-03-17 江苏科技大学 空气弹簧疲劳寿命预测平台及其预测方法
CN110955933A (zh) * 2018-09-25 2020-04-03 湖南工业大学 一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法
CN111222204A (zh) * 2019-11-12 2020-06-02 中国航天标准化研究所 一种航天机电产品性能与可靠性联合仿真设计方法
US20200272775A1 (en) * 2018-03-27 2020-08-27 Nippon Steel Corporation Analysis system, analysis method, and program
CN111881603A (zh) * 2020-07-17 2020-11-03 北京理工大学 一种考虑失效相关性的机械结构疲劳可靠性评估方法
CN111914355A (zh) * 2020-07-23 2020-11-10 中车唐山机车车辆有限公司 轨道车辆焊接结构应力因数确定方法、装置及终端设备
CN112149242A (zh) * 2020-08-26 2020-12-29 北京航空航天大学 一种考虑应力松弛和辐照影响的堆内构件压紧弹簧疲劳可靠性评估方法
CN112685836A (zh) * 2020-12-31 2021-04-20 江铃汽车股份有限公司 一种车身焊点疲劳度评估方法、存储介质及设备

Patent Citations (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101520371A (zh) * 2009-04-10 2009-09-02 中国铁道科学研究院机车车辆研究所 铁道货车横向动力学可靠性地面评估方法
CN102156051A (zh) * 2011-01-25 2011-08-17 唐德尧 一种构架裂纹监测方法及其监测装置
US20160282229A1 (en) * 2014-08-28 2016-09-29 Beijing Jiaotong University Fault Prediction and Condition-based Repair Method of Urban Rail Train Bogie
CN104239694A (zh) * 2014-08-28 2014-12-24 北京交通大学 一种城轨列车转向架的故障预测与视情维修方法
CN104787074A (zh) * 2015-04-09 2015-07-22 大连交通大学 基于抗蛇行频带吸能机制的高速转向架动态设计方法
CN105651478A (zh) * 2015-12-15 2016-06-08 西安交通大学青岛研究院 一种基于振动信号测试零部件疲劳寿命的分析方法
CN105740606A (zh) * 2016-01-22 2016-07-06 北京交通大学 一种基于可靠性gert模型的高速列车可靠性分析方法
CN105930618A (zh) * 2016-05-17 2016-09-07 北京航空航天大学 一种针对复合材料层合板的混合疲劳可靠性优化方法
CN106096073A (zh) * 2016-05-23 2016-11-09 北京航空航天大学 一种基于损伤力学非概率区间分析模型的金属疲劳裂纹全寿命预估方法
CN107340147A (zh) * 2017-05-17 2017-11-10 中车长江车辆有限公司 一种铁路货车转向架整机疲劳试验方法
CN107526898A (zh) * 2017-09-13 2017-12-29 大连理工大学 一种变刚度复合材料板壳结构精确建模分析与可靠度优化一体化设计方法
CN107784178A (zh) * 2017-11-09 2018-03-09 中国兵器科学研究院 一种基于多故障机理耦合的机械结构可靠性分析方法
US20200272775A1 (en) * 2018-03-27 2020-08-27 Nippon Steel Corporation Analysis system, analysis method, and program
CN108596371A (zh) * 2018-04-03 2018-09-28 广西大学 一种基于可靠性的列车关键部件机会预防性维修优化模型
CN109033618A (zh) * 2018-07-24 2018-12-18 中南大学 无砟轨道典型伤损对高速列车运行安全性影响的评估方法
CN110874514A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种风力发电机组后机架的强度评估方法及系统
CN110955933A (zh) * 2018-09-25 2020-04-03 湖南工业大学 一种基于响应面法的机械结构模糊疲劳可靠度计算方法
CN109783850A (zh) * 2018-12-08 2019-05-21 西安电子科技大学 高加速应力筛选试验的剩余寿命评估与可靠性分析方法
CN110455563A (zh) * 2019-07-24 2019-11-15 上海市市政公路工程检测有限公司 基于实测应力谱的公路钢桥疲劳分析方法
CN110781558A (zh) * 2019-10-24 2020-02-11 重庆长安汽车股份有限公司 基于疲劳和侧倾性能的汽车稳定杆多学科优化设计方法
CN110889248A (zh) * 2019-11-06 2020-03-17 江苏科技大学 空气弹簧疲劳寿命预测平台及其预测方法
CN111222204A (zh) * 2019-11-12 2020-06-02 中国航天标准化研究所 一种航天机电产品性能与可靠性联合仿真设计方法
CN111881603A (zh) * 2020-07-17 2020-11-03 北京理工大学 一种考虑失效相关性的机械结构疲劳可靠性评估方法
CN111914355A (zh) * 2020-07-23 2020-11-10 中车唐山机车车辆有限公司 轨道车辆焊接结构应力因数确定方法、装置及终端设备
CN112149242A (zh) * 2020-08-26 2020-12-29 北京航空航天大学 一种考虑应力松弛和辐照影响的堆内构件压紧弹簧疲劳可靠性评估方法
CN112685836A (zh) * 2020-12-31 2021-04-20 江铃汽车股份有限公司 一种车身焊点疲劳度评估方法、存储介质及设备

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BYUNG HWA PARK等: "Optimum design of tilting bogie frame in consideration of fatigue strength and weight", 《VEHICLE SYSTEM DYNAMICS: INTERNATIONAL JOURNAL OF VEHICLE MECHANICS AND MOBILITY》 *
LU YAOHUI等: "Fatigue life reliability evaluation in a high-speed train bogie frame using accelerated life and numerical test", 《RELIABILITY ENGINEERING AND SYSTEM SAFETY》 *
张忠良等: "钢轨打磨车动力转向架构架结构可靠性分析", 《机械工程与自动化》 *
蔡两: "动车组系统可靠性评价与优化研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
许万等: "基于40t轴重转向架侧架的可靠性分析", 《湖北工业大学学报》 *
郑伟: "CRH380B转向架构架结构强度及可靠性分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114112352A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 中国直升机设计研究所 一种尾起缓冲支柱接头疲劳试验方法
CN114919623A (zh) * 2022-06-14 2022-08-19 通号城市轨道交通技术有限公司 提高列车运行安全的方法及系统
CN114919623B (zh) * 2022-06-14 2024-03-29 通号城市轨道交通技术有限公司 提高列车运行安全的方法及系统

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