高速铁路车辆车轴的疲劳设计方法

从19世纪早期铁路运营开始,车轴的疲劳设计就是工程设计人员在材料的疲劳研究方面的一个难点。为了保证高速铁路系统的安全,一些杰出的研究人员进行了大量的投资和试验,并且在材料、制造、热处理和设计方法等方面取得了很大进步。比较欧洲和日本在高速铁路车辆车轴疲劳设计上的原理,认为在新干线车辆和TGV,ICE之间存在一些区别。疲劳强度的危险部位主要是容易受到磨损和疲劳损伤的压装配合部位,如轮座、齿轮座和制动盘座等部位。在欧洲,车轴压装部位采用大直径使危险部位平滑;在日本采用高频硬化的方法提高压装部位的疲劳强度,同时在车轴的压装部位附近设置了应力释放槽。多年来,新干线的车轴经过磁粉探伤没有发现疲劳磨损裂纹,这表明高速铁路车轴的安全性多年的改进是成功的。     

SS3B及SS4型机车整体轮对车轴轮座显微裂纹分析及对策

对SS3B、SS4型机车车轴进行受力分析,结合微动疲劳理论分析车轴轮座内侧产生显微疲劳裂纹的原因,提出了增大轮座直径、增加卸荷槽、设计车轮突悬,采用使车轴表层形成压应力和提高车轴强度的方法,以提高机车车轴寿命的对策。     

DF4型内燃机车车轴的超声波探伤

DF4型内燃机车采用的是单边直齿传动.根据受力分析,车轴受力较大的部位在齿轮侧,即长毂轮心压装部.运用中,车轴疲劳裂纹多发生在轮轴压装部内外压痕线附近,以长毂轮心压装部内压痕线居多.因此,车轴探伤主要对长毂轮心压装部进行检测.     

轨道车辆车轴强度及疲劳裂纹扩展寿命分析

以GCY300II型轨道车12 t轴重车轴为研究对象,采用机车车轴的强度标准,利用有限元计算方法计算车轴不同轴重下的6种不同工况的静强度和疲劳强度,在获得对应工况的应力分布及数值的基础上,进行车轴的静强度和疲劳强度分析,并确定车轴薄弱部位,然后假定车轴最薄弱部位出现疲劳裂纹,将不同轴重、不同工况下计算得到的应力数值作为车轴裂纹处的载荷应力谱,再结合疲劳断裂分析理论计算分析车轴疲劳裂纹扩展寿命。计算结果表明:车轴薄弱部位为车轴变截面处,其中最薄弱部位为车轮内侧轮座处上边缘。     

SS1型电力机车车轴压装部疲劳裂纹的超声波探伤

分析了ＳＳ１型电力机车车轴疲劳裂纹产生的原因和形成特点，对ＳＳ１型机车轮对压装部疲劳裂纹施行超声波探伤提出了可行性方案。     

接触网综合作业车轴装制动盘过盈量的分析研究

接触网综合作业车的车轴与制动盘采用过盈配合连接,过盈量的设计是否合理决定了制动盘压装的成功率和车辆制动的可靠性和稳定性。通过理论计算和有限元仿真分析两种途径,对车轴与制动盘过盈量、压装力进行校核,并通过压装试验验证了设计方法的可行性。     

空心车轴轮座处的裂纹扩展性评价

以往以既有线车辆使用的非高频淬火车轴的轮座为对象,探讨过裂纹的扩展性。车轴上通常装有车轮或齿轮、制动盘等其他匹配件。本文就车轴上装有车轮的轮座及靠近轮座处有匹配部（如齿轮、制动盘等）的非高频淬火镗孔车轴进行裂纹扩展性评价,同时介绍超声波探伤试验的结果。     

车轴疲劳裂,断的宏,微观特征和裂纹车轴的寿命预测

本文在系统研究典型组合条件下的模拟试样断口和对实物断轴进行全面失效分析的基础上，提出了铁路车轴疲劳断口的特征和以上述特征为判据进行失效分析的思路。讨论了在谱载荷下近门槛区的裂纹扩展特性，以及谱载荷下影响轮座压装部裂纹扩展剩余寿命的主要因素和它们相关的系列值，最后简述了防止车轴断裂的主要措施。     

车轴表面残余应力对轮对压装力的影响

通过试验采集车轴轮座磨削后表面残余应力以及不同残余应力状态对轮对压装力影响的相关数据,得出了车轴表面残余应力与轮对压装力之间的作用关系,为后期进一步分析轮对压装质量以及提高轮对压装合格率奠定了基础。     

SS3B电力机车车轴轮座显微裂纹分析及对策

进行了SS3B电力机车车轴的计算分析 ,结合微动疲劳理论分析了车轴轮座内侧产生显微疲劳裂纹的原因 ,提出了采用使车轴表层形成压应力和提高车轴强度的方法 ,提高SS3B电力机车车轴寿命的对策。     

车轴的微动摩蚀与对策

微动摩蚀能引起一种或多种形式的破坏，如微动磨损，微动疲劳，微动量，滑移区域的大小与轮座的型式，轮毅刚度，法向力的大小等因素有关，试验表明，微动摩蚀可构件的疲劳强度降低３０％～８０％，实物轮轴试验结果验证，车轴压装的裂纹或断裂都是由于微动摩蚀所致。在微动区域加保护层可有效地防止微动摩蚀。预处理工艺选择恰当，可使其疲劳强度提高５０％，实物轴已装车运行４０多万公里，情况良好。     

铁路车轮和车轴的疲劳强度试验

从整个使用寿命来看,铁路车辆的运行距离要比公路车辆长得多,这样就需要确定走行机构部件的疲劳强度特征值。Ilsenburg轮对工厂的旋转弯曲疲劳试验设备为测试整体车轮和车轴的疲劳强度提供了简单并且廉价的方法。     

影响车轴轮座发生咬伤的因素及表面处理方法的研究

介绍了压装车轮时引起车轴轮座咬伤的因素,阐述了有效抑制轮座咬伤的表面处理方法。     

高速轴疲劳设计方法

为保证铁路高速系统安全，提高车轴强度至关重要。本文针对车轴压装部这一疲劳强度的薄弱部位，分析和比较了日本与欧洲所采取的不同设计方法，并就车轴减重途径腋折课题进行了讨论。     

从材料强度看车辆与车轮

文章分别回顾了车轴材质研究及轮对技术研发的简史。介绍了日本新干线车轴采用高频淬火技术的起源及应用改善情况。新干线车轴自采用高频淬火工艺以来，基本上杜绝了因疲劳造成的断轴事故。还简要描述了轮对轮毂内端凸悬压装以及镗削空心车轴、波状辐板车轮等用以提高车轴、车轮安全性的实用技术。     

基于ANSYS/FE-SAFE的高速动车组非动力车轴疲劳寿命分析

以CRH380B型高速动车组的非动力车轴为研究对象,开展高速动车组非动力车轴的疲劳寿命预测分析。采用有限元分析软件ANSYS建立轮对有限元模型,进行车轴危险截面处的应力分析;采用动力学仿真软件SIMPACK建立高速动车组整车模型,分析车轴垂向和横向载荷随时间的变化情况;采用疲劳累计损伤理论,以车轴的应力和载荷谱为输入,基于疲劳寿命专用仿真软件FE-SAFE对车轴进行疲劳寿命分析。结果表明:非动力车轴轮座内侧的过渡圆弧处为最大应力部位和危险部位,最大应力为122.01 MPa,疲劳寿命约为28.6a,均满足车轴静强度和设计寿命的要求。     

电力机车车轴超走波探伤用试块的制作及操作

1概述 近年来,由于电力机车向高速、重载方向的发展,其牵引吨数不断提高,车轴受力增大,其疲劳裂纹发生频率增加,因此,电力机车车轴的检修就更为重要.电力机车车轴超声波探伤经过多年的摸索采用了以实物对比试块作为已知量来确定被检车轴状况的方法,即根据车轴受力情况在轮座压装部内外压痕线上分别加工2个2 mm深的人工锯口,以此人工锯口反射波的灵敏度作为探伤灵敏度,与实际缺陷(疲劳裂纹)相比较.     

动车组轮对车轴轮座、车轮轮毂孔粗糙度的分析及建议

通过对动车组轮对组装时车轴轮座、车轮轮毂孔粗糙度的检测及统计分析,根据轮对压装原理,给出了车轴轮座、车轮轮毂孔粗糙度设计参数。     

基于有限元技术的制动盘压装力计算

CRH5A型动车组制动盘经过多次压装后,盘毂内孔直径尺寸普遍存在超差的情况,导致过盈量很难满足既有检修技术规范的要求,大量盘毂内孔直径尺寸超差的制动盘报废,增加了动车组的检修成本。为了降低动车组的检修成本,通过计算分析及试验验证,确定盘毂孔及车轴盘座的最小过盈量为0.208 mm,压装力计算数值为230~345 kN,满足新造制动盘压装力225~400 kN的要求;通过对8个盘毂孔直径超差且过盈量为0.208 mm的制动盘进行压装试验和反压试验,实际测得的压装力均大于225 kN并与计算值较吻合,且反压过程中制动盘未出现滑动现象,说明制动盘压装合格。试验表明本文推荐的最小过盈量0.208 mm是合理的,可用于修订既有修检修规程。     

意大利Poli公司的轮装制动盘

Poli公司的扇块轮装制动盘(图1)已经在100多台E402型机车上装用7年了,并且已经被阿尔斯通公司用在其以每月8列的速度交付的200列Minuet to地区列车上。表1为轮装制动盘的主要特性。动力转向架和低地板车辆的拖车转向架上都需要安装轮装制动盘,因为动力转向架上的车轴空间被牵图