25t轴重货车轮轴疲劳强度的合理设计评价

摘要

轮轴是轨道车辆的关键安全部件，其设计制造强度是保障铁路运输服役可靠性和安全性的基础。现有货车轮轴标准设计方法对车轮只做了踏面做了热机耦合强度、辐板的强度评估，对车轴只做了非配合截面的强度评估，没有考虑生产中轮轴其他部位的强度失效问题。
　　论文归纳汇总了作者所在课题组在设计阶段，进行货车轮轴机械及疲劳强度设计和评价的系统方法。包含了货车轮轴设计载荷确定、基于标准和新的轮对有限元计算模型、四类轮轴失效的评价方法，可在设计阶段实现车轮踏面抗变形能力、车轴轮座内外侧与轴颈过渡部位抗主应力疲劳能力、轮辋-轮辐-轮毂以及车轴与轴承分离截面的抗多轴疲劳损伤能力和踏面抗滚动接触疲劳剥离及轮轴过盈装配部位内部疲劳损伤能力的分析评价。
　　通过对25轴重货车轮轴机械及疲劳设计强度的分析评价，把握展示了车轮踏面的抗变形能力、轮辋-轮辐-轮毂抗多轴应力疲劳损伤的能力和踏面次表层抗滚动疲劳剥离能力，以及车轴自由过渡截面抗主应力疲劳、车轴与轴承内圈配合分界面截面抗多轴剪应力疲劳和轮轴配合内部抗脉动多轴疲劳剪应力疲劳能力的评价方法。
　　论文工作克服了现有标准方法只做车轮踏面抗热机械能力、轮辐和车轴自由过渡截面抗疲劳能力评价的不足，对推动轨道货车轮轴强度设计评价方法的进步，保障轮轴设计制造质量具有重要的指导作用。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 轮轴的主要疲劳强度问题

1．3 研究进展

1．3．1 踏面变形

1．3．2 主应力疲劳

1．3．3 多轴疲劳

1．3．4 滚动接触疲劳

1．3．5 现有标准方法

1．4 主要研究内容

第2章 货车轮轴强度设计评价方法

2．1 轮对设计载荷的确定

2．1．1 对标准设计载荷的认识

2．1．2 轮轴载荷确定方法的拓展

2．2．1 基于标准的方法

2．2．2 新方法—轮轨接触集成／半轮对有限元法

2．3 轮轴设计强度的确定方法及依据

2．3．1 现有标准方法

2．3．2 新方法—集成／半轮对轮轨接触有限元法

2．4 本章小结

第3章 25t轴重货车轮轴载荷确定与应力计算

3．1 基于标准方法的疲劳应力计算

3．1．1 网格模型及设计载荷

3．1．2 热制动计算

3．1．3 运行工况计算

3．1．4 车轴

3．2 基于新方法的疲劳应力计算

3．2．1 网格模型

3．2．2 集成轮轨接触模型

3．2．3 半轮对-轮轨接触模型

3．3 本章小结

第4章 25t轴重货车轮对的强度设计评价

4．1 基于标准方法

4．1．1 HEZD车轮

4．1．2 HESA车轮

4．1．3 车轴

4．2 基于新方法的评价

4．2．1 集成轮轨接触模型

4．2．2 半轮对轮轨接触模型

结论

致谢

参考文献