高速列车轴箱轴承动态特性及故障研究

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1、高速列车轴箱轴承动态特性及故障研究ResearchonDynamicCharacteristicsandFaultAnalysisoftheAxleBoxRollerBearingusedinHigh-speedRailway陈光东大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY分类号：__________TH133.33_________________学校代号：10150UDC：________________密级：____________学号：20122162义盖又遽乂攀硕士学位论文髙速列车轴箱

2、轴承动态特性及故障研宄ResearchonDynamicCharacteristicsandFaultAnalysisoftheAxleBoxRollerBearingforHigh-speedRailway学生姓名：____________陈光东__________导师及职称：许立教授、汤武初副教授学科门类：____________if____________专业名称：___________机械工程研究方向：先进加工技术的理论与方法申请学位级别：»___________论文答辩日期：2015年6月14曰学位授予

3、单位：大连交通大学大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，I不叙含为莊得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。曰期：M/5年/月曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本

4、学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产枳单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用I女T作成旲时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。太人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以米用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保

5、密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：1导师签名：曰期：/月/卜曰曰期：乂/厂年Z月/令曰摘要摘要随着高速列车的飞速发展，列车行车过程中的安全性越来越受到重视，作为高速列车走行部的关键部件——轴箱轴承的性能是保证列车运行安全的关键。研究存在典型故障及不同工况下轴箱轴承的应力、振动、温度动力学特性，用于了解轴箱轴承部件易损伤的原因，预测可能发生的故障，可为列车在线监测系统提供诊断轴承故障的理论依据及改善轴承结构设计作指导。本文以高速列车双列圆锥滚子轴承为研究对象，在考虑摩擦接触、离心力及陀螺力矩效应等

6、因素的基础上，利用ANSYS/LS-DYNA动力学有限元分析软件建立了双列圆锥滚子轴承的多体接触有限元模型。并通过动力学理论计算圆锥滚子轴承滚动体的公转速度与自转速度和仿真结果对比，理论值与仿真值基本吻合，所建模型能够反映轴承动力学特性。利用显示动力学对不同转速、载荷下轴承内部应力分布进行了模拟，获取不同工况下各部件的应力分布信息，分析得出各种因素对应力的影响。并对高速列车轴箱轴承存在内圈滚道表面点蚀、外圈滚道表面胶合、滚动体划痕、保持架断裂这四种故障形式进行模拟，获取故障轴承振动加速度，并将振动信号进行小波分解

7、及Hibert包络解调，提取不同故障的特征信号。利用ANASYS及热网络法分别从仿真和理论两方面对双列圆锥滚子轴承稳态温度场进行分析，从宏观和微观两方面了解轴箱轴承的温度场分布情况。建立轴承温度的正交实验，探究影响轴箱轴承温度的因素，并得出利用轴温检测无法准确诊断由表面缺陷引起的失效。最后采用实验手段对高速列车轴箱轴承动态特性进行研究，将实验值与仿真值对比，验证有限元仿真方法的可行性，为后续的轴承在线监测系统的研制提供了依据。关键词：高速列车；双列圆锥滚子轴承；动态特性；温度场；故障诊断I大连交通大学工学硕士学位

8、论文AbstractWiththerapiddevelopmentofhigh-speedtrains,trainsafetyintrafficprocessisbeingtakenmoreandmoreseriously.Axleboxbearing,akeycomponentoftherunninggear,iskeytoensuringthesafeoperatio