城际动车组车轮疲劳强度与寿命评估

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1、城际动车组车轮疲劳强度与寿命评估FatigueStrengthandLifeAssessmentofIntercityEMUWheel盛杰琼大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：20122320硕士学位论文城际动车组车轮疲劳强度与寿命评估FatigueStrengthandLifeAssessmentofIntercityEMUWheel学生姓名：盛杰琼导师及职称：王悦东副教授学科门类：工学专业名称：载运工具运用工程研究方向：车辆结构分析与现代设计方法申请学位级别：硕士论文答辩日期：年月日学位授予单位：大连交通大学大

2、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，也不包含为获得一大连交通大学或其他澍亩机构的尝仿戍研书而使用过的材料。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。学位论文作者签名：i4曰期：年6月曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解_立连交通大学有关保护知识产朽及保留、使用学位论文的规定

3、，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知i只产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成不时署名单位仍然为大連交通大学。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。本人授权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，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：屢太4*师签名：一列

4、亦.曰期：年in/)曰曰期：V/T千6月丨曰摘要摘要车轮是保证动车组运行的关键零部件

5、，随着动车组的高速化和普及化，对车轮的使用要求也越高，为了保证列车的行车安全，就需要对车轮的强度和疲劳寿命提出更高的要求。因此，对动车组车轮的疲劳强度进行理论研究与分析有着重要的意义。本文在对国内外轨道车辆车轮强度研究方法、理论与试验研究过程的文献进行了综述的基础上，详细介绍了国外车轮的标准、国内外车轮疲劳强度研究的发展现状和车轮疲劳失效的主要形式，介绍了有限元法、疲劳强度评价方法、疲劳寿命预测方法。运用有限元建模软件Hypermesh建立了城际动车组车轮的新轮和磨耗轮的三维实体有限元模型，然后应用ANSYS软件对车轮轮轴过盈配合对车轮应力的影响进行分析，为了分析辐板孔对车轮强度的影响

6、，选取三个截面位置，并在这三个位置上根据UIC510-5标准中的直线、曲线、道岔三种疲劳分析工况进行加载，从而分别确定了9个工况并对新轮和磨耗轮进行静强度和疲劳强度分析以及寿命评估。过盈分析表明随着过盈量的增加，轮轴之间的应力值会随之增加，并且近似呈线性关系，且在相同过盈量下的新轮和磨耗轮的应力基本相同。静强度评估结果表明新轮和磨耗轮在9种工况下都满足静强度要求，并分析了9种工况下新轮和磨耗轮的VonMises应力、第一主应力以及第三主应力的应力分布情况。对车轮辐板的疲劳强度评估使用的是Haigh形式的Goodman曲线，对车轮辐板孔疲劳评估采用的是Crossland曲线，可以看出车轮

7、的辐板和辐板孔均满足疲劳强度要求，车轮的疲劳薄弱部位是垂直或者平行于车轮半径的辐板孔的孔边缘中间位置或中间位置连线上的点上，且疲劳寿命均满足无限寿命要求。关键词：动车组车轮；有限元；辐板孔；静强度；疲劳强度；疲劳寿命I大连交通大学工学硕士学位论文ABSTRACTAsEMUisrapidlyanduniversallydeveloping,wheelsarethekeycomponentsthatensureEMUrunningandtoensurethetrafficsafety,weshouldputforwardhigherrequirementsforstrengthandfat

8、iguelifeofthewheel.Therefore,thetheoreticalresearchandanalysisofEMUwheelshasimportantsignificance.Basedonthereviewsofthestrengthanalysistheoryandresearchmethodofrailvehiclewheelsonbothathomeandabroad,thisarticleintroducesind