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不完全接触与LZ50车轴钢微动疲劳强度关系研究
| 论文题名： | 不完全接触与LZ50车轴钢微动疲劳强度关系研究 |
| 关键词： | 不完全接触;界面端;应力强度系数;裂纹萌生;LZ50车轴钢;微动疲劳强度 |
| 摘要： | 我国正在实施高速、重载铁路运输战略,对轮轴的安全性提出了更高的要求。轮对是由一根车轴和一对车轮通过过盈联接组合而成,是机车车辆的关键部件之一,它承受着机车车辆的全部重量。其中,车轴是直接关系到铁道车辆行车安全的最重要部件之一,它的断裂将会导致车辆脱轨,所以车轴的疲劳问题一直受到铁路部门的高度重视。为了消除交通运输中存在的安全隐患,并在经济性和科学性的基础上确保达到国家所要求的运行可靠度,需要对车轴的疲劳强度进行分析,并找到具有针对性的预防对策。 本文首先采用有限元方法分析了不完全接触界面端的应力场,并考虑摩擦系数、过渡圆半径以及外载荷对不完全接触界面端应力场的影响。并通过解滑动接触界面端应力奇异性的特性方程及有限元数值分析方法对接触界面端部应力奇异性进行了研究。 通过有限元软件ABAQUS分析,可以得到不完全接触界面端部周向应力沿180°至0°的分布,并分析摩擦系数、过渡圆半径、外载荷和材料组合对不完全接触界面端部周向应力场的影响,基于里兹参数Ruiz裂纹萌生准则,得出沿不完全接触界面上Ruiz的最大值,此最大值即为不完全接触界面端的微动疲劳裂纹萌生的位置。 采用疲劳试验机对两不完全接触构件进行疲劳试验,得出应力强度系数与寿命之间的关系,来验证有限元分析结果的有效性。 以CRH2动车组的车轴和车轮为研究对象,对轮轴过盈配合的弹性力学分析和有限元分析进行评价,分析过盈量对轮轴接触的影响。并且考虑车轴在受载时,外载荷、过渡圆半径和过盈量等对轴毂不完全接触界面端部周向应力场的影响,再根据外插公式求出应力强度系数,并分析过盈量、过渡圆半径和外载荷等对应力强度系数的影响。最后对车轴的裂纹萌生寿命进行评价。 |
| 作者： | 刘欣雨 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 平学成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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