840D车轮辐板断裂机理分析

摘要

车轮是机车车辆中重要的行走部件，车轮的可靠与否关系到整个机车的安全。对于货运列车来说，目前货车使用的制动方式仍然是踏面制动，随着铁路运输的进一步提速和重载化，车轮的载荷势必会进一步增加，特别是制动引起辐板热应力的增大令人关注，车轮强度问题也就会越来越严峻。因此，对于当前840D货车车轮辐板断裂问题的解决是非常重要的。本文利用实验分析和有限元计算，对840D车轮辐板的断裂机理进行了研究。 首先，通过对840D车轮辐板孔边裂纹的观察分析，确定了裂纹的宏观特征和车轮破坏的形式；利用试验测出了840D车轮钢在使用多年之后的静力特性和断裂韧性。其次，利用大型有限元软件ANSYS分别计算了车轮在机械载荷和制动热载荷作用下，辐板内侧孔边的径向应力分布，从而明确了机械载荷和长坡制动热载荷的组合是导致840D车轮开裂破坏的主要原因。最后，利用有限元软件ANSYS计算了840D车轮在长坡制动热载荷作用下，辐板孔边不同长度裂纹的应力强度因子，得出裂纹扩展过程中应力强度因子的变化规律。 通过分析840D货车车轮辐板孔边裂纹的开裂原因，及辐板孔裂纹的扩展机理，为下一步对含裂纹车轮的剩余使用寿命的预测打下基础，为含裂纹车轮的维修提供了理论支持，同时也为840D车轮的安全运行提供了理论保证。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章实验分析

第3章840D火车车轮辐板孔边应力分析

第4章840D车轮辐板孔边裂纹应力强度因子的计算

第5章结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢