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基于增材再制造的铁路货车车轮修复与再设计研究
| 论文题名： | 基于增材再制造的铁路货车车轮修复与再设计研究 |
| 关键词： | 铁路货车;车轮修复;疲劳裂纹;有限元分析;再制造修复 |
| 摘要： | 随着中国工业的飞速发展，政府将绿色制造作为“工业4.0”的战略重点和任务之一，提出要大力发展再制造产业，先进轨道交通装备作为一个重要内容呈现其中。近年来铁路货运行业取得了迅猛的发展，由于铁路货车关键零部件供应不足，甚至需要通过进口来解决，给中国社会经济发展带来了严重的阻碍。车轮作为货车走行部重要的组成部分，工作过程中受力状态比较复杂、服役条件恶劣等情况会产生各种各样的损伤，高速重载的发展模式促进了失效行为加剧，因此对铁路货车车轮进行增材再制造修复非常必要。 通过对国内外铁路货车车轮修复技术的发展趋势进行研究，并对铁路货车车轮的损伤类型进行归纳总结，初步得出车轮可以进行增材再制造的可行性分析。基于以上基础对再制造修复有限元仿真技术特点及ANSYS有限元分析软件仿真进行回顾，采用激光熔覆的再制造修复方式对铁路货车车轮进行修复仿真模拟。 本文选取铸钢整体车轮中HDZC型车轮的形式和材料热物性参数，发展到轮辋外侧面的轮辋疲劳裂纹失效形式，借助CAD进行3D仿真模型的建立，并且采取ANSYS仿真软件和APDL编程语言对损伤铁路货车车轮进行数值仿真模拟分析。根据工件的热物性参数和熔覆实际情况及APDL命令流进行多次试验，确定合适热源载荷进行施加。在此基础上对再制造修复温度场及应力场的变化情况进行分析，得出铁路货车车轮有修复可行性，增材修复工艺设计合理。 经过上述增材熔覆修复可行性的研究及分析，证明基于增材再制造的车轮修复具有一定可实施性，根据车轮的产品生命周期对车轮提出再设计理论，并提出初步的设计思路进行阐述分析。 |
| 作者： | 唐刚 |
| 专业： | 工业设计 |
| 导师： | 邱泽阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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