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CRH5动车组动力轮对的可靠性分析
| 论文题名： | CRH5动车组动力轮对的可靠性分析 |
| 关键词： | 动车组;动力轮对;可靠性分析;结构谱应力 |
| 摘要： | 针对CRH5动车组动力轮对的轮轴开展了可靠性研究。主要工作包括: 1、考虑了轮对多重过盈装配及轮轨接触对轮轴结构应力的影响，建立了轮对的弹塑性集成有限元应力计算模型。 2、进行了轮轴设计机械强度可靠性评价。基于美国标准AAR-S660规定的车轮极限机械载荷，完成了轮对集成有限元计算;按照正态强度与应力分布模型进行概率机械强度评估。结果表明:车轴最大Mises应力截面位于轮座内侧，但在置信度97.5％的条件下，仍有大于0.9999的可靠度。除踏面接触点外，车轮轮毂的最大Mises应力位于轮毂孔内侧，在置信度97.5％下，可靠度仍大于0.9999;车轮轮辐的最大Mises应力位于内侧向轮辋过渡位置，在置信度97.5％下，可靠度仍大于0.9999。 3、进行了轮轴设计疲劳强度可靠性评价。基于欧洲标准EN13979规定的3种车轮疲劳强度考核机械载荷，完成了轮对集成有限元计算，按照正态强度与应力分布模型，进行了概率疲劳耐久性强度评估，结果表明:基于Mises应力幅，车轴最危险工况是其中弯道工况，最危险截面仍然是轮座内侧，次大截面是相邻的制动盘座截面，但在置信度97.5％的条件下，仍有大于0.9999的可靠度。对于车轮辐板，无论基于径向应力幅和主应力幅，最危险部位都位于内侧向轮毂过渡部位，但在置信度97.5％下，可靠度仍大于0.9999。 4、探索了谱载荷下轮轴疲劳可靠性分析方法。结合一段线路的轮对谱载荷，应用二次多项式回归法，经过2n+1次（n是结构有限元计算的主动元素个数）轮对集成有限元计算，实现了把谱载荷转化为结构谱应力;进而应用超长寿命可靠性分析法，实现了轮轴谱载荷下的可靠度评估与可靠性寿命预测。值得注意的是，基于谱剪应力的轮辋分析表明，车轮踏面以下2mm深处是车轮最先出现疲劳损伤的部位，置信度90％和可靠度0.9水平的寿命为248.7公里;置信度95％和可靠度0.975水平的寿命为107.4公里;置信度97.5％和可靠度0.999水平的寿命仅为36.5公里。这说明轮对首先可能从车轮踏面表层约2mm深处出现剥离现象。 |
| 作者： | 蔡慧 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 赵永翔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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