轮辋厚度对货车车轮辐板孔裂纹萌生时间的影响研究

车轮温度和应力的分布对车轮寿命有重大影响。分析轮辋厚度与车轮使用年限、辐板孔裂纹率的关系。采用有限元法模拟长大坡道制动热应力和轮轨机械应力随轮辋厚度变化的规律,建立考虑轮辋厚度的辐板孔裂纹萌生时间预测模型。结果表明:坡道制动工况与机械载荷工况的组合作用是车轮辐板孔边产生高应力的主要因素;车轮辐板孔应力随轮辋厚度的减小而增大;机械应力与热应力叠加是导致辐板孔裂纹萌生的主要原因。预测的疲劳裂纹萌生时间与实际情况比较接近。     

两种评定准则下的车轮疲劳强度分析

分别采用基于单轴疲劳理论的车轮疲劳强度评定准则和Dang-Van多轴高周疲劳评定准则2种方法,对同一车轮进行疲劳强度计算,比较2种方法的安全度和适用范围.结果表明:车轮疲劳强度在2种评定准则下均满足要求,车轮的疲劳危险区域位于轮缘侧辐板孔边中间位置,其中使用单轴疲劳准则评定辐板更偏于安全,而Dang-Van多轴高周疲劳准则适用于辐板孔的评价.     

铁道机车车辆车轮辐板孔裂纹脉冲电磁检测

随着铁路运输向高速重载方向发展,机车车辆出现大量的车轮辐板孔裂纹,导致车轮崩裂,严重影响铁路运输安全。由于车辆运行中车轮表面极度污染,常规无损检测方法不能有效检测辐板孔裂纹。经多年研究试验,采用脉冲电磁技术成功解决了车轮辐板孔裂纹检测难题,辐板孔表面不需打磨即可探伤,检测灵敏度高,长度测量准确度好,在所试验的车轮中无漏检现象,适用于现场和野外作业。     

基于AutoLISP的S型辐板车轮交互式参数化设计

基于轨道车辆S型辐板车轮结构的几何形状特点,在AutoCAD平台上利用其二次开发环境Visual LISP,使用AutoLISP和DCL语言设计出2种S型辐板车轮的交互式参数化模型对话框,实现在S型辐板车轮结构几何形状优化设计过程中,改变所需参数即可自动生成S型辐板车轮的二维截面图,避免了因车轮结构几何形状改变导致重复绘制截面二维CAD图的缺点,显著提高了S型辐板车轮的绘图效率,为车轮结构三维建模和结构FE应力分析提供了基础几何模型。     

Ф840D货车车轮辐板孔疲劳裂纹扩展特性研究

针对目前Ф840D货车车轮辐板孔裂纹故障增多及其可能带来的隐患,本文首先采用有限元方法数值模拟了不同运用条件下车轮的机械应力和制动热应力,其次根据线弹性断裂力学理论研究了辐板孔边裂纹的应力强度因子,最后结合Forman疲劳裂纹扩展方程及裂纹扩展门槛值,得到不同运用工况下辐板孔裂纹扩展的基本特性及规律,从而分析出了导致裂纹扩展的载荷条件.分析结果表明：辐板孔裂纹是典型的疲劳裂纹,是由萌生于辐板孔内侧的微细裂纹逐渐扩展而来的,它是由热负荷和机械载荷的综合效应造成的.单纯的机械载荷不会直接导致孔边裂纹的萌生和扩展;坡道制动与机械载荷的叠加才是导致辐板孔裂纹萌生与扩展的最主要的载荷工况.这对预防车轮疲劳失效、优化车轮设计,保障行车安全,具有重要意义.     

φ840D货车车轮辐板孔疲劳裂纹扩展特性研究

针对目前840D货车车轮辐板孔裂纹故障增多及其可能带来的隐患,本文首先采用有限元方法数值模拟了不同运用条件下车轮的机械应力和制动热应力,其次根据线弹性断裂力学理论研究了辐板孔边裂纹的应力强度因子,最后结合Forman疲劳裂纹扩展方程及裂纹扩展门槛值,得到不同运用工况下辐板孔裂纹扩展的基本特性及规律,从而分析出了导致裂纹扩展的载荷条件。分析结果表明:辐板孔裂纹是典型的疲劳裂纹,是由萌生于辐板孔内侧的微细裂纹逐渐扩展而来的,它是由热负荷和机械载荷的综合效应造成的。单纯的机械载荷不会直接导致孔边裂纹的萌生和扩展;坡道制动与机械载荷的叠加才是导致辐板孔裂纹萌生与扩展的最主要的载荷工况。这对预防车轮疲劳失效、优化车轮设计,保障行车安全,具有重要意义。     

反辐板机车轮的生产研制

反辐板机车轮因其辐板形状与常规车轮相反,故称反辐板车轮。本文分析了反辐板机车轮的结构特点,结合成形设备选择成形工艺路线。用商业有限元软件MARC/Superform数值模拟了反辐板机车轮成形过程。合理设计热轧变形工艺参数,保证辐板成形形状,精确设计各部分尺寸余量,从而使这种具有异常形状辐板的车轮加工成形。     

基于改进的Goodman曲线的车轮疲劳强度评估方法研究

传统的Haigh型式的Goodman曲线计算方法比较简单,疲劳评估结果往往不能完整反应车轮的疲劳状况。为了弥补Haigh型式的Goodman曲线法在计算车轮疲劳强度过程中的不足和提高车轮疲劳强度安全系数计算的准确性,在Haigh型式的Goodman曲线法的基础上进行改进,完善车轮疲劳的计算工况及计算方法,将安全系数作为疲劳评估的关键参数。以多个不同类型的车轮为对象,进行有限元仿真分析,并分别运用Haigh形式的Goodman曲线法、Crossland准则和改进的Goodman曲线法对车轮的幅板和辐板孔等关键位置进行疲劳强度计算与评估。对比计算结果表明:3种方法的计算结果趋势基本一致,在车轮的一些评估位置改进的Goodman曲线法计算的安全系数要小于Haigh型式的Goodman曲线方法的计算结果,说明改进的Goodman曲线计算方法更加安全有效。但是,对于非轴对称车轮的辐板孔等位置,仍必须使用Crossland准则评估疲劳强度,以保证车轮的运行安全。     

货车车轮辐板裂纹的原因及防范措施

1 问题的提出 为适应国民经济的发展,满足货运市场的需求,铁路货车快速化、重载化已成为当前货车发展的必然趋势.车轮故障已成为影响货车发展的重要因素,其中车轮辐板裂纹问题尤其突出.据不完全统计,轮对辐板裂纹(含辐板孔裂纹)数占轮对总数的30%左右.轮径越小的轮对辐板及辐板孔裂纹越多,并且裂纹越深越长.从材质上看,辗钢轮辐板裂纹(含辐板孔裂纹)占辗钢轮对的33.21%,占辗钢轮辐板故障的85%以上.大部分裂纹为辐板孔两端沿圆周方向的裂纹,少数为辐板孔上下径向裂纹,辐板孔裂纹占辐板裂纹轮对数量的90%以上;铸钢轮辐板裂纹占铸钢轮对的0.2%左右,其裂纹位置在辐板与轮辋的过渡处,呈圆周方向.     

我国铁路货车车轮技术发展

我国铁路货车车轮规模化生产发展历经40多年,产品趋于多样化,满足了不同时期的铁路运输需求,新产品新技术也在不断研制开发中。21 t 和25 t 轴重货车的 S 形辐板车轮,采用 LM 磨耗型踏面,设计上取消了车轮辐板孔,消除了应力集中带来的安全隐患。此外,对引进的国外铸钢车轮技术进行了优化设计,降低了车轮自重。近年来,具有完全自主知识产权的贝氏体钢车轮、新型珠光体钢重载车轮、新型超声波探伤、高洁净车轮钢工艺、车轮钢圆坯连铸工艺、抗早期剥离等一系列新材料、新技术在我国铁路贷车车轮技术中得到应用。