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表面裂纹对铁路货车车轴性能的影响
| 论文题名： | 表面裂纹对铁路货车车轴性能的影响 |
| 关键词： | 货车车轴;表面裂纹;应力强度因子;计算公式 |
| 摘要： | 货车的车轴作为其运行安全非常重要的零件，车轴表面可能由于疲劳或者安装、维护不当或者异物冲击等原因而造成的不同程度的损伤。这种损伤在车轴随机载荷下会萌生裂纹，并逐渐扩展到临界尺寸，这些情况都直接影响了车轴的使用寿命。其材料的综合力学性能特别是疲劳性能不仅决定了列车的运行速度，同时还影响到了列车的运行安全性。因此，裂纹的扩展规律研究可以为车轴的运用提出更好的参考建议。 本论文以转K6转向架中的轮对为研究对象，在车轴产生表面裂纹损伤的情况下，应用有限元手段，从实际损伤表面抽象出一种裂纹模型，进行车轴裂纹损伤性能的研究。 1.用ANSYS建立轮对的无裂纹有限元模型，分析轮对的受力、约束等，分别计算直线和曲线运行工况的应力.局部分析轴部分最大的应力;通过静强度分析可知，无论在直线工况还是曲线工况下，车轴应力与载荷呈线性增大关系。有限元计算得出结果显示:在直线工况和曲线工况下，车轴最大应力出现在距离轴端面219.81mm处的卸荷槽位置。 2.分别在车轴表面建立裂纹长度为1mm、2mm、3mm含有裂纹的轮对模型，计算有缺陷模型的应力、应力强度因子;改变裂纹与轴中心线的偏转角度分别为0°、30°、60°、90°，计算相应的模型的应力、应力强度因子;计算分析表明在裂纹前缘位置出现应力集中，并且与无裂纹车轴相比较，应力增大很多。随着裂纹的长度和深度的增加，应力也随着增大。在同一个裂纹当中，随着载荷的增大，应力强度因子也增大，呈线性增加的关系。 3.分析有裂纹车轴模型临界裂纹尺寸，根据载荷的大小仿真得出的应力、应力强度因子、裂纹长度及角度的变化的曲线，拟合得出应力强度因子的经验计算公式。 |
| 作者： | 周磊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 肖绯雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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