机车车轮多轴疲劳强度分析

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1、麵方著义覆义嗦…ｇ心．胃＋学位论义胃论誦：酿誦麵；嘿工靴麵：学硕去—讓—ｒ：ｚ＝ｉ＾＝＾＊指导老师：张开林研究Ｍ国内图书分类号：Ｕ２７０．１＋２密级：公开国际图书分类号：６２９西南交通大学研究生学位论文本几车车轮多轴疲劳强度分析年级２Ｍ姓名刘东申请学位级别工学硕±专业车辆工程１指导老！币张开林研究员二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２７０．１＋２Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２９ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇ

2、ｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＭｕｌｔｉａｘｉａｌＦａｔｉｕｅＳｔｒｅｎｔｈＡｎａｌｓｉｓｇｇｙｏｆｔｈｅＬｏｃｏｍｏｔｉｖｅＷｈｅｅｌＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉｕＤｏｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＶｅｈｉｃｌｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＺｈａｎＫａｉｌｉｎｇＭａ．２０１５ｙ西南交通大学学位论文版权使用授权书

3、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子脱允许论文被查阅和借阅。本人授权西、南交通大学可Ｗ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，＾年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。‘‘Ｖ’’（请在Ｗ上方框内打）学位论文作者签名；指导老师签名ｒ喉？广＞ｔｗ广日期：知５．５．１日觀ｄ１＾西南交通大学硕±学位论文主要工作（贡献）声明

4、本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．对比分析了国内外有关铁路机车车轮疲劳强度分析文献资料并巧纳进行阐述；２．阐述了多轴疲劳理论的发展、金属疲劳及多轴疲劳准则的机理；３．对机车车轮进行有限元仿真计算，并考虑制动热应力的影响，对热机禪合作用下车轮的同样进行计算，进行静强度及疲劳强度分析；４．基于Ｈ种多轴疲劳准则对车轮福板孔节点进行多轴疲劳分析，分析各准则的适用性；５．对比机械载荷和热机稱合作用下的车轮静强度及疲劳强度，分析热应力对车轮的影响。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进

5、行研巧工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，。对本文的研究做出贡献的个人和集体均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：曰期：西南交通大学硕±硏究生学位论文第Ｉ巧摘要一轮对是机车车辆走行部的重要部件之，在机车车辆运行过程中，车轮不仅要承受巨大的机械载荷，，，在采用踏面制动等制动方式的情况下还要承受制动产生的热载荷负载十分复杂，工作环境较为恶劣。为保证车辆安全运巧，有必要

6、对车轮疲劳强度进行深入研究。由于车轮福板孔区域受力复杂，本论文参考ＳｎｅｓｒｏｓｓｌａｎａｎＶａｎｉ准则、Ｃｄ准则、Ｄｇ准则Ｈ种多轴疲劳准则对车轮疲劳强度进行计算，，研究各准则的计算特点。同时本文还通过对机械载荷与热机賴合载荷作用下的车轮进行强度对比分析，研究了热载荷对车轮强度的影响因素。论文研究得到的主要结论结论如下：通过热力学研究表明，车轮在制动过程中踏面温度及热应力先急剧上升后缓慢下降；热量主要集聚在踏面与间瓦的接触面，轮網部分由于热传递的作用温度及热应力上升，福板与轮芯温度及热应为没有显著变

7、化制动发生后第２化，车轮产生最高湿度，且所；受等效热应力最大。通巧静强度分析对比研究表明，车轮的福板孔、轮也与轴配合区、福板与轮穀的过渡区是较为危险的区域，在曲线运行工况下出现最大Ｖｏｎｍｉｓｅｓ等效应为值，说明车辆，在通过曲线路线时最危险道岔运行工况次之，。在热机禪合作用下车轮福板上多点主应力值出现负值，即产生较大压应力。通过疲劳强度分析对比研究表明，选用Ｓｉｎｅｓ准则评定车轮得到的安全系数最小，选用Ｄａｎｇｖａｎ准则计算的安全系数最大。因此在对带有福板孔的车轮进行多轴疲劳强度分析时，采用Ｓｉｎｅ

8、ｓ准则计算偏于安全。因Ｓｉｎｅｓ准则关注的是各节点静水应力的平均值，１所＾其算得的各关键节点安全系数值普遍较小，可能会使得计算结果过于保守，造成过估结果，。因受制动热应力的影响，在进行多轴疲劳评判时车轮上各点的等