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高速列车轮对不同工况下应力及疲劳强度分析
| 论文题名： | 高速列车轮对不同工况下应力及疲劳强度分析 |
| 关键词： | 高速列车;轮对;疲劳强度;模态分析;谐响应分析 |
| 摘要： | 高速铁路载客容量大、速度快、安全稳定、性价比高、列车环境舒适、能耗低以及人们对环保意识的提高，使高速列车出行成为当下最安全、最经济的出行方式。列车行驶过程中，运行安全对每一种运输方式都至关重要，随着动车组车辆速度的增加，轮对的工作条件越来越苛刻，它们所承受的外部压力也越来越复杂，因此它们的部件在一定时间内会有一定程度的损坏。轮对疲劳失效是最普遍的失效模式，且在高速列车发展的历史上，轮对疲劳失效事件时有发生。本文以某“复兴号”动车组轮对为例，以列车在运行过程中受到不同载荷为基础，对列车轮对进行模拟仿真，计算轮对疲劳强度，以保证列车能够安全行驶。 （1）本文以“复兴号”动车组拖车轮对作为研究对象，应用Solidworks软件建立轮对模型，进行网格划分，应用ANSYS有限元软件基于欧洲EN13103标准对轮对进行分析计算。 （2）应用有限元软件对轮对模型进行结构静强度分析，对比车轮和车轴在不同工况下的应力变化，得出车轴的危险截面为轴颈过渡截面，车轮辐板内侧最危险，以及列车运行过程中弯道-制动运行工况为最危险工况，应用名义应力法和平均应力修正理论计算危险工况下轮对的疲劳寿命。 （3）简要了解模态分析的基本理论，对轮对模型进行约束模态分析，得到轮对的各阶固有频率和模态振型。对计算结果进行分析可知，变形主要集中在轮对车轴的中间位置和左右车轮上，一般有弯曲、扭转和混合变形。 （4）利用模态叠加法对轮对模型进行谐响应分析，得到轮对在不同工况下的应力频响曲线和垂向加速度频响曲线，结果表明车轴和车轮在140Hz时与第六阶固有频率比较接近，轮对可能会在此时发生共振现象，从而引起轮对发生疲劳破坏。 |
| 作者： | 李媛媛 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 康皓;李红平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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