高速铁路车辆车轴的疲劳设计方法(续)

3.4疲劳危险部位设计由于受车轴形状和疲劳磨损影响,压装部位(如轮座和制动盘座)的疲劳强度比其他平滑部位要小。为了提高压装部位的疲劳强度,采用了多种形状和材料的车轴进行统计测试。其压装部位的具体形状如图7所示。轮座和制动盘座处的车轴直径比平滑部位的要大,故采用了一     

高速动车组车轴材料及疲劳设计方法

随着车辆运行速度的提高,车轴所承受的垂直载荷和水平我荷也相应增加,为解决车轴材料选择及疲劳强度设计问题,结合欧洲和日本在高速铁路动车组车轴疲劳设计上的原理和经验,研究出适合中国高速铁路用车轴的材料、热处理和疲劳设计方法.     

新干线电动车组车轴疲劳强度设计方法和维修

介绍了日本新干线电动车组车轴疲劳强度研究的历史,以及解决疲劳强度的措施和方法,并同欧洲高速列车车轴进行了对比,指出在设计、制造、维修等方面积累经验和数据是防止车轴疲劳断裂的有效措施。     

铁路机车车辆用车轴疲劳强度的研究

机车辆用车轴实物疲劳强度的研究分三个阶段进行。本文介绍的是一阶段的研究成果，在调查了小型试样变载荷疲劳试验结果和新干线电动车车轴实际工作应力的基础上了固定载荷幅值的大型疲劳试验机，并设计了变载荷加载装置，文中列出了该装置的技术规范。     

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。     

改善新干线车辆车轴常规检测

用实尺寸车轴进行断裂力学计算、疲劳试验，对目前超声波探伤的精度进行测定，以提高新干线车辆车轴常规检测的效率而又不降低其安全性。作为许可的裂纹，提议对车辆最重要的部位，齿轮侧轮座内端3mm深的裂纹，对可能在运动中损伤的车轴中间无配合部位2mm深的裂纹进行检测，发现只要运用应力和残余应力保持现有水平，就有可能省去新干线车辆的转向架磁粉检测。     

车轴微振磨损的对策

介绍了为减轻新干线电动车车轴轮座微振磨损所采取的措施：一是压装车轮时使内轮毂端呈悬臂状安装；二是将车轴轮座端的圆角半径由１００ｍｍ缩小６０ｍｍ；三是对车轴表面进行感应淬火。要取上述措施后，因微振磨损引起的裂纹发生率大幅度下降。还介绍了在不改变车轮压装状态条件下进行精确探伤的新方法。以及用于镗孔车轴的超声波探伤法和表面ＳＨ波探伤法的原理和装置。     

铁道车辆空心车轴裂纹的超声波检测

本文在试验的基础上,研讨了孔径为30 mm空心车轴的超声波检测装置。为补偿因孔径太小而导致的探测灵敏度下降,设计了一种压电复合聚焦探头。业已表明,所研发的超声波技术,可检测出非配合中间部位深度为0.15 mm的人工裂纹以及轮座(配合部位)内深度为0.3 mm的裂纹。对装用这种空心车轴的车辆来说,车轴的检查精度符合新干线铁道车辆的要求。     

机车车轴疲劳问题分析与对策

通过对机车车轴常见故障及车轴的疲劳问题进行探讨,对车轴的疲劳裂纹、疲劳强度进行分析,提出了在机车车轴设计,材料、工艺选择以及运用维护中应采取的对策。     

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。     

机车车辆车轴的安全性评价

为了对新干线动车车轴进行安全性评价，通过采用断裂力学的疲劳裂纹扩展特性计算以及实物疲劳试验，确定了车轴上两个关键部位－齿轮侧轮座和中央平行部，其裂纹停止扩展极限深度分别为３ｍｍ和２ｍｍ。为了确保运行中的车轴能够在上述极限范围内安全运转，日本新干线制定了严格的定期探伤检查规范，规定在每运转３万ｋｍ、４５ｋｍ和９０万ｋｍ要进行超声波探伤或磁粉探伤，从而确保了新干线动车车轴的运转安全性。     

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。     

降低车轴故障率的创新方法

介绍了欧洲在降低铁路车轴故障率方面进行的研究及成果,主要包含新的车轴疲劳设计方法、疲劳极限评估的新测试方法、最小化腐蚀影响的方法、在役车轴的无损检测和可靠性验证等.通过这些研究成果的应用,直接降低了裂纹产生、车轴故障和车辆事故的可能性.     

轨道车辆车轴疲劳试验若干问题的探讨

针对轨道车辆车轴疲劳试验，对比分析了国内外车轴疲劳试验标准体系；介绍了旋转弯曲式试验台和偏心激振式试验台的差异性，发现在偏心激振式试验台上试验时，应变片应粘贴在距离车轴轮座内侧边缘0.4 m范围内；论证了轴身疲劳应力与实测应力的区别，认为车轴试验时应按疲劳应力进行试验，否则将导致偏于风险的设计和制造；探索性地提出了试样制作和变轨距车辆车轴试验的思路，使车轴试样在加工中得到了管控，提高了车轴试验的真实性，通过分析变轨距车辆车轴和传统车轴的区别，提出了变轨距车辆车轴疲劳试验时的试验思路。通过以上若干问题的详细探讨为国内车轴疲劳试验体系的建立提供了建议。     

客车随机响应计算与车轴疲劳寿命预测

将车辆系统在随机轨道谱激烈下的动力响应与疲劳强度理论结合起来，以客车及ＲＤ３轴为例，进行了客车的随机响应计算与车轴响应谱的建立，并在此基础上，运用局部应力应变法和累积损伤理论进行了车轴疲劳寿命估算和可靠性分析，为新型车辆结构的随机疲劳寿命估算和可靠性设计提供了一种有应用意义的方法和途径。     

高速铁路关键材料超长寿命疲劳断裂性能

利用压电超声频率加速疲劳实验方法对钢轨钢、轴承钢及铝合金共7种高速铁路用材料进行测试.实验证明了超长寿命疲劳裂纹往往从材料内部夹杂生产的机制;而且,试件在超过107次、甚至109次应力循环后仍然继续发生破坏.由此可见,这些高速铁路材料并没有传统规范中所谓的疲劳极限,而只有疲劳强度.因此,只用107次循环以内的数据作为高速铁路材料疲劳设计的依据是危险的.     

高铁车轴强度设计及全尺寸疲劳试验方法比较

高铁车轴是高速铁路列车的关键技术之一,是关系到列车运行安全性、可靠性的重要结构,世界各主要铁路发达国家都已形成了比较系统的车轴强度设计方法和规范。文章对比分析了欧洲和日本的相关标准在高铁车轴设计原理上存在的差异,介绍了国内外车轴疲劳试验装置和试验方法,给出了改善疲劳性能的主要对策及建议。     

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。     

高速动车用车轴的疲劳设计

长期以来，防止车轴疲劳破坏一直是人们研究的重要课题，本文就高速动车车轴的疲劳设计问题，叙述了日本与欧洲的设计思想，存在问题及具体设计方法、工艺措施等。