表面裂紋對鐵路貨車車軸性能的影響.pdf

1、貨車的車軸作為其運行安全非常重要的零件，車軸表面可能由于疲勞或者安裝、維護不當(dāng)或者異物沖擊等原因而造成的不同程度的損傷。這種損傷在車軸隨機載荷下會萌生裂紋，并逐漸擴展到臨界尺寸，這些情況都直接影響了車軸的使用壽命。其材料的綜合力學(xué)性能特別是疲勞性能不僅決定了列車的運行速度，同時還影響到了列車的運行安全性。因此，裂紋的擴展規(guī)律研究可以為車軸的運用提出更好的參考建議。
　　 本論文以轉(zhuǎn)K6轉(zhuǎn)向架中的輪對為研究對象，在車軸產(chǎn)生表面裂紋

2、損傷的情況下，應(yīng)用有限元手段，從實際損傷表面抽象出一種裂紋模型，進行車軸裂紋損傷性能的研究。
　　 1.用ANSYS建立輪對的無裂紋有限元模型，分析輪對的受力、約束等，分別計算直線和曲線運行工況的應(yīng)力.局部分析軸部分最大的應(yīng)力;通過靜強度分析可知，無論在直線工況還是曲線工況下，車軸應(yīng)力與載荷呈線性增大關(guān)系。有限元計算得出結(jié)果顯示:在直線工況和曲線工況下，車軸最大應(yīng)力出現(xiàn)在距離軸端面219.81mm處的卸荷槽位置。
　　

3、2.分別在車軸表面建立裂紋長度為1mm、2mm、3mm含有裂紋的輪對模型，計算有缺陷模型的應(yīng)力、應(yīng)力強度因子;改變裂紋與軸中心線的偏轉(zhuǎn)角度分別為0°、30°、60°、90°，計算相應(yīng)的模型的應(yīng)力、應(yīng)力強度因子;計算分析表明在裂紋前緣位置出現(xiàn)應(yīng)力集中，并且與無裂紋車軸相比較，應(yīng)力增大很多。隨著裂紋的長度和深度的增加，應(yīng)力也隨著增大。在同一個裂紋當(dāng)中，隨著載荷的增大，應(yīng)力強度因子也增大，呈線性增加的關(guān)系。
　　 3.分析有裂紋車軸模