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机车车轴端部螺纹孔受力分析及修复研究
| 论文题名： | 机车车轴端部螺纹孔受力分析及修复研究 |
| 关键词： | 机车车辆;车轴端部;螺纹磨损;受力状态;修复方法 |
| 摘要： | 在机车的运用过程中，由于受持续载荷、振动、拆装，或偶然因素下的紧固不当、局部受力等因素，螺纹的状态也不可避免地受到损坏。随着行走公里及修程的增加，在机车车轴进行检修时，用通止规检测轴端螺纹孔，螺纹孔检测不合格的情况也随之越来越多。为了分析机车车轴端部螺纹连接磨损受力的情况以及研究修复方法，论文以HXD1机车轮对车轴端部螺纹连接为研究对象，综合运用测量数据统计分析、有限元计算、现场试验等方法，对车轴轴端螺纹连接的各种运用工况下受力状态进行分析，得到静态、动态作用力下车轴轴端螺纹应力分布规律，并在此基础上对其进行可靠性以及修复方法研究。 本文主要研究内容如下： （1）通过对C5修的机车车轴轴端螺纹测量数据进行分析，得出轴端螺纹磨损特点；最后依据测量分析结果，对不同磨损状态下的螺纹牙型进行CAD建模。在HYPERMESH中，建立车轴轴端螺纹连接的有限元网格模型，并定义材料属性、接触、约束和初始条件等；然后通过建立3D-1D混合列车模型进行仿真计算，得到机车轮对车轴端部轴向力变化情况，并将其作为载荷加载到车轴端部螺纹连接的有限元模型上。 （2）对螺纹连接初状态、螺纹连接轻微磨损以及螺纹连接重度磨损三种情况进行静态、动态计算。结果显示：在轴向力和预紧扭矩作用的螺纹连接的静载分析下，对于螺纹连接初状态、轻微磨损的两种情况下，内螺纹和螺栓的最大应力是小于材料屈服极限的；对于螺纹连接重度磨损的该种情况下，内螺纹和螺栓的最大应力是最容易接近甚至是大于材料屈服极限的；对于重螺纹连接度磨损的情况下是很不安全的，必须进行安全处理。 （3）提出使用异布开孔法对轴端内螺纹进行修复。依据EN13104对机车的车轴进行理论计算和有限元校核，结果显示采用异布开孔法修复螺纹连接后的车轴强度能满足要求。 |
| 作者： | 彭武 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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