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高速列车滚动轴承支承松动非线性动力学及其故障诊断研究
| 论文题名： | 高速列车滚动轴承支承松动非线性动力学及其故障诊断研究 |
| 关键词： | 高速列车;滚动轴承;支承松动;非线性动力学;故障诊断 |
| 摘要： | 高速列车以其快速性、舒适性、安全性等优点，赢得各国的青睐。作为高速列车走行部关键部件之一的轴箱滚动轴承，其工作性能好坏直接影响列车的安全平稳运行。随着高铁事业大力发展的同时，高速列车事故也有所增加，其中由于轴承支承松动故障导致列车运行事故不在少数，然而国内外对此问题的研究还不深入，因此迫切需要对高速列车轴箱滚动轴承支承松动非线性动力学及其故障特性进行较全面研究，本文基于此目的开展了相关研究工作，有望为高铁滚动轴承支承松动故障诊断奠定一定理论基础。 高速列车滚动轴承的运行环境十分复杂恶劣，轴箱轴承直接承受了列车簧上重力和轮轨耦合冲击载荷等激励力，具有十分复杂的非线性特性。分析滚动轴承-车轴耦合系统的受力情况有利于对其开展松动故障诊断，因此建立其耦合系统的简化受力模型和动力学微分方程，并采用龙格库塔法对其进行动力学响应仿真研究。由于支座松动、螺栓预紧力不足、松动间隙以及过盈量不足等因素会造成轴承系统的支承松动故障，本文主要研究轴承与车轴耦合系统内圈松动故障。建立CRH2轴箱轴承-车轴耦合系统支承松动模型，采用增量谐波平衡法对其松动仿真研究；建立其耦合系统实体模型，并对其有限元模型进行过盈配合分析，研究不同过盈量和载荷下，轴承内圈与车轴配合松动面的应力情况和相对位移变化，以此考量其松动故障程度影响。 由于轴承内圈与轴配合时存在微小位移，可能会导致松动轴承与车轴产生相对滑动，并且随主轴高速运转时松动轴承摩擦升温将更显著。借助于高速列车滚动轴承模拟松动实验台，设计实验总体方案，分别测量主轴两端轴承的转速、轴温和振动信号；采用小步进电机控制加载系统，模拟列车在直线和曲线运行时轴承受垂向载荷及轴向载荷；对提取的两端轴承信号进行对比分析处理，以转速、轴温和振动信号作为轴承松动系统响应参数指标。 本文重点在于对高速列车滚动轴承内圈松动故障进行探索性研究，对其松动机理的产生与影响进行初步分析，通过理论分析、仿真研究以及实验验证等手段对高速列车轴承-车轴耦合系统的动力学响应进行了相关工作，为高速列车轴承支承松动故障诊断提供参考依据。 |
| 作者： | 朱志强 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 曹青松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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