φ840d车轮幅板孔疲劳裂纹形成原因及萌生寿命预测

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1、摘要随着货车快速化、重载化的发展，车轮故障已成为影响货车发展的主要因素，其中庐840D车轮辐板孔裂纹问题尤其突出，调查表明，该型车轮有15—20％存在长度不等的辐板孔裂纹。所以研究该型车轮辐板孔裂纹故障的机理和原因就显得很有意义。本论文采用有限元数值模拟技术，对各种磨耗及孔偏情况下的毋840D车轮的机械应力及热应力进行了仿真研究，并且在此基础上分析了裂纹萌生的原因。本文首先对车轮进行了初步的失效分析，从金属基体组织、化学成分及力学性能方面排除了使得车轮幅板孑L裂纹萌生的原因，将失效原因圈定于车轮的运行工况情况下。再次，本文就庐840D车轮在常用制动及坡道制动工况下

2、的机械应力及热应力进行了数值模拟，为了比较不同因素造成的影响，本文分析了磨耗及孔偏等诸多情况。其次，将计算所的结果进行载荷提取，并通过Goodman图进行分析，得出各种情况下车轮幅板孔裂纹萌生的条件。由于发生破坏部位的应力很大，在此基础上采用局部应力一应变法进行了萌生寿命的半定量的计算。最后，对具有实际意义的大秦线运用情况下轮的温度及应力场进行了全程数值模拟，探讨了该线制动条件可能对车轮辐板造成的损伤现象。关键词：驴840D车轮热应力裂纹萌生局部应力一应变AbstractWithmeincreasingoflhespeedaIldtheloadingofthe疳e

3、ighttrain，wheelfaill】Tehasbeenthemainf犯torwhichaff＆tst11edevelopmentof厅e适ht订ain，mereintotheproblemofthe妒840DⅥ，heelplaneholeisespeciallyextmsive．Thercare15—20％unequallengmplaneholecracksinthistypeofwheel，soitissi弘讯cativetoresearchthemechanismandreasonofplaIlehoIecrackinthistypeofwheel．

4、ByusingtheFEAmemod，themechanicals雠ssandtheheats仃cssofdi虢r饥ttom—upa工1dhole-d印anure毋840Dwheelsarcsimulated，andtllecauseswhich1eadtocracksimtiationareanalyzed．Firstly，primaryfailureaIlalysisofwheelisputinpracticeinthep印eLThereasonsinaspectsofmetalm础x、chemicalconstitutionaJldmechaIlicalpr

5、openyareeliminatedincrackinitiationofwheelplaneholethroughanalysing，aJldfa订urereasonsare1imitedintheworkconditionsoft11ewheel．secon珊y’themechaIlicalstressandtheheatstressof≯840Dwheelinconditionsofsenricebraking锄ddescentbrakingaresimulatedbyFEA．Thispapera11alysedmanytom—upandh01e—depan

6、ureconditionsinordertocomparedifrerentcomplicationscontributedincrackinitiation．Next，theresultsareabstractedaIlda11alysedbyGoodmanchartTheinitiationfactorSofwheelplaIleholeindifrerentconditionsareobtained，andtheg盯minationlifeissemi—quantitatiVelyassessedusinglocalstress—s仃ainmethodbec

7、auseofitslocalhighs臼ress．FiⅡally，n啪e订calsimulationoftempemturefieldandstrcssfieldoffkightwheelontheconditionofDaqinlineomnirangebrakingisprocesseda11dmeinnuenceonmewheelplalledanlnificaIionofthjsbral(ingconditionllI北京交通大学硕士学位论文isdiscussedKeywords：≯840Dwheel，heatstress，crackinitiation，

8、10cal