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原文传递表面缺陷对弹簧疲劳性能的影响

论文题名：	表面缺陷对弹簧疲劳性能的影响
关键词：	机车转向架;轴箱弹簧;表面缺陷;疲劳性能;有限元分析
摘要：	轴箱弹簧是机车转向架的关键部件之一，其性能的稳定性直接影响机车运行的安全及平稳。弹簧承载情况及工作环境十分复杂，所以，弹簧的疲劳寿命具有非常大的随机性，是广大工程技术研究人员十分关注的问题。因此，研究弹簧疲劳寿命具有重要的理论及实际意义。由于弹簧制造工艺等原因，弹簧表面总是不可避免的出现各种缺陷。由于这些缺陷的存在，促使了弹簧疲劳裂纹的萌生，而缺陷的形状大小又会对其疲劳裂纹扩展速率产生很大的影响，从而导致弹簧在实际使用过程中往往发生早期断裂。本文围绕带初始缺陷的机车轴箱弹簧，对其疲劳寿命的一些问题展开了研究，主要内容分为以下几个部分：首先，对弹簧的特性及常见的断裂类型进行总结比较，归纳出弹簧断裂的形式及一般规律；然后，以资阳机车有限公司的机车为研究对象，从试验中归纳总结并分析了导致弹簧疲劳断裂的主要因素，给出了改进的方法并和相应的试验验证；最后，结合断裂力学的理论和有限元分析手段，针对弹簧出现表面缺陷的情况，以缺陷尺寸、裂纹尺寸、应力强度因子作为研究的参量，通过使用大型有限元程序ANSYS分析计算，分析比较三者之间的关系，从而给出表面缺陷对弹簧疲劳寿命的影响及变化趋势。通过计算，可以认为：①弹簧表面缺陷裂纹问题中，裂纹前沿的应力强度因子最大值都出现在裂纹最深的部位，越靠近弹簧表面，应力强度因子越弱；②随着裂纹的扩展，即裂纹长度的增加，裂纹尖端应力强度因子普遍增大，但是增大的幅度越来越小；③表面缺陷的深度也会对裂纹前沿的应力强度因子产生影响，随着h/R的增大应力强度因子也在增大，因此，表面缺陷越深，弹簧结构的稳定性就越差，其疲劳寿命也越短。
作者：	顾晓飞
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：	2008
正文语种：	中文