CRH5動車組動力輪對的可靠性分析.pdf

1、針對CRH5動車組動力輪對的輪軸開展了可靠性研究。主要工作包括:
　　1、考慮了輪對多重過盈裝配及輪軌接觸對輪軸結構應力的影響，建立了輪對的彈塑性集成有限元應力計算模型。
　　2、進行了輪軸設計機械強度可靠性評價?；诿绹鴺藴蔄AR-S660規(guī)定的車輪極限機械載荷，完成了輪對集成有限元計算;按照正態(tài)強度與應力分布模型進行概率機械強度評估。結果表明:車軸最大Mises應力截面位于輪座內(nèi)側(cè)，但在置信度97.5％的條件下，仍有大于

2、0.9999的可靠度。除踏面接觸點外，車輪輪轂的最大Mises應力位于輪轂孔內(nèi)側(cè)，在置信度97.5％下，可靠度仍大于0.9999;車輪輪輻的最大Mises應力位于內(nèi)側(cè)向輪輞過渡位置，在置信度97.5％下，可靠度仍大于0.9999。
　　3、進行了輪軸設計疲勞強度可靠性評價?；跉W洲標準EN13979規(guī)定的3種車輪疲勞強度考核機械載荷，完成了輪對集成有限元計算，按照正態(tài)強度與應力分布模型，進行了概率疲勞耐久性強度評估，結果表明:基于

3、Mises應力幅，車軸最危險工況是其中彎道工況，最危險截面仍然是輪座內(nèi)側(cè)，次大截面是相鄰的制動盤座截面，但在置信度97.5％的條件下，仍有大于0.9999的可靠度。對于車輪輻板，無論基于徑向應力幅和主應力幅，最危險部位都位于內(nèi)側(cè)向輪轂過渡部位，但在置信度97.5％下，可靠度仍大于0.9999。
　　4、探索了譜載荷下輪軸疲勞可靠性分析方法。結合一段線路的輪對譜載荷，應用二次多項式回歸法，經(jīng)過2n+1次（n是結構有限元計算的主動元素

4、個數(shù)）輪對集成有限元計算，實現(xiàn)了把譜載荷轉(zhuǎn)化為結構譜應力;進而應用超長壽命可靠性分析法，實現(xiàn)了輪軸譜載荷下的可靠度評估與可靠性壽命預測。值得注意的是，基于譜剪應力的輪輞分析表明，車輪踏面以下2mm深處是車輪最先出現(xiàn)疲勞損傷的部位，置信度90％和可靠度0.9水平的壽命為248.7公里;置信度95％和可靠度0.975水平的壽命為107.4公里;置信度97.5％和可靠度0.999水平的壽命僅為36.5公里。這說明輪對首先可能從車輪踏面表層約2