详情

原文传递高速动车组动力轮对强度研究

论文题名：	高速动车组动力轮对强度研究
关键词：	高速动车组;轮对疲劳;轮轴配合;接触应力;三维有限元
摘要：	对于高速动车组来说，轮对是直接传递轮轨力的部件，也是保证列车安全运行的关键部件。随着动车组运行速度不断提高，轮对疲劳失效方面的问题引起了高度关注，要确保列车的行车安全，首先必须对轮对的疲劳强度进行深入研究。本文以某型高速动车组动力轮对为研究对象，进行了以下研究。　　建立轮轴配合三维有限元模型，得到了轮轴配合部位的最大等效应力;结合UIC510-5标准规定的许用应力，对配合强度进行了校核。利用轮轴配合轴对称有限元模型，计算得到最大及最小过盈量下配合部位的应力分布。对比两种模型的计算结果发现，轴对称有限元模型计算结果与三维模型基本一致，能够满足轮轴配合计算的需要。利用轴对称模型计算得到的最小过盈量下的轮轴接触应力，校核了轮轴配合的紧固度。　　建立了轮轴压装轴对称有限元模型，得到了最大及最小过盈量对应的轮对压装曲线，利用EN13260标准规定的压装特性图进行了压装结果判定，进一步校核了轮轴配合参数。分别建立了平直型，轴肩型及突悬型三种不同形式的轮轴配合轴对称模型。计算结果显示，减少突悬量会使轮毂孔最大接触应力随之降低;采用突悬组装形式的轮轴在配合边缘会产生较大的接触应力，可以起到延缓轮轴微动磨损疲劳的作用。　　参照EN13104标准，利用材料力学理论对车轴进行了运动质量载荷、摩擦制动载荷及动力制动载荷作用下的受力分析，计算得到由三种载荷产生的弯矩及扭矩。采用莫尔强度理论进行弯扭合成，得到了车轴合成弯矩图。选取了包括所有装配及过渡表面在内的31个车轴校核截面，通过强度安全系数计算得到车轴最危险截面位于与齿轮安装座相邻的轮座外表面边缘部位。　　利用UIC510-5标准规定的三种载荷，选取7个校核截面进行车轮强度有限元计算，并进行了基于静载荷的强度评价。利用主应力法，选取4个截面进行了车轮辐板部位非辐板孔区域的动应力计算，结合Goodman-Haigh疲劳极限图及安全裕度法进行了疲劳强度评价。运用三种多轴疲劳准则对车轮辐板孔区域的疲劳强度进行研究。通过对比辐板孔边缘节点的安全裕度结果，探究了主应力法与多轴疲劳方法的适用性以及三种多轴疲劳准则的差异。
作者：	黄堃
专业：	车辆工程
导师：	商跃进;王志文
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文