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。     

北美铁路经历的车轴故障

对北美铁路重载货车的车轴故障、车轴疲劳试验和车轴应力进行了研究,并介绍了几种解决车轴故障的措施.     

使用有限元分析以改善重载运输车轴

分析了北美铁路货运发生的车轴故障,介绍了使用有限元对F级和K级车轴进行应力分析计算,研究车轴尺寸变化对应力的影响,并提出了改善重载车轴设计的建议.     

SS4改进型电力机车整体车轮车轴疲劳裂纹超声波探伤分析

分析了SS4改进型电力机车整体车轮车轴疲劳裂纹产生位置,指出了该型在役车轴超声波探伤存在的问题,对车轴结构提出了改进建议,介绍了车轴超声波探伤方法和在探伤中注意事项.     

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。     

基于漏探概率的车轴探伤周期制定方法

针对现行车轴探伤周期制定方法存在的车轴剩余寿命计算结果与实际相差较大、不能在要求的可靠度下制定尽量长的车轴探伤周期和计算车轴裂纹随机扩展条件下探伤周期的可靠度等问题,将沿周向扩展车轴表面裂纹的深度抽象为一维伽马随机过程,建立基于伽马随机过程的车轴裂纹扩展模型;基于试验和运营中取得的车轴裂纹扩展数据从统计学的角度描述车轴裂纹的扩展过程,推导基于漏探概率的车轴失效函数和可靠度函数,建立揭示车轴的剩余寿命、漏探概率和可靠度三者间关系的新的车轴探伤周期制定方法;验证结果表明:采用新方法生成的车轴裂纹效果与实际基本吻合,可计算任意探伤周期的可靠度和给定可靠度下的探伤周期,为车轴探伤周期的制定提供了理论基础。     

采用盐浴软氮化抑制车轴微动磨蚀的试验研究

微动磨蚀现象可导致车轴疲劳强度下降,而采用盐浴软氮化工艺可以防止车轴的微动磨蚀.文中将盐浴软氮化工艺应用于车轴进行了试验研究,结果表明,盐浴软氮化工艺可显著提高车轴的疲劳强度.相比光轴,经盐浴软氮化的试验车轴的疲劳强度约提高42％;处理后车轴无变形,车轴基体的组织未变,车轴的综合机械性能不受影响,适合应用于铁道机车车辆车轴.     

“先锋”号动车组用实心车轴替代空心车轴可行性研究

"先锋"号电动车组原设计采用空心车轴,但由于国内空心车轴制造工艺尚不成熟,在服役中存在备用轮对供应困难的问题。本文在对比计算"先锋"号电动车组空心车轴和实心车轴的结构强度、车辆动力学性能影响的基础上,提出了采用LZ50钢实心车轴替代35CrMo空心车轴的解决方案,并在装车运行中得到了验证。     

轴箱布置方式对高速列车车轴承载性能的影响

通过建立轴箱内置和外置的高速列车车轴承载理论模型、有限元模型和车辆系统动力学模型，研究轴箱布置方式对车轴受力状态、应力分布和动荷载的影响。结果表明，轴箱内置的高速列车车轴所承受的最大合成弯矩仅为传统轴箱外置车轴的50%，充分挖掘了轴身的承载潜力，在实现轻量化设计方面有着独特的技术优势。与传统轴箱外置式车轴相比，轴箱内置的方式使得车轴的临界安全截面转移至轴颈两侧的过渡区域。轴箱内置式车轴轮轨垂向力的极限增减动力载荷明显低于传统轴箱外置式车轴，而轮轴横向力的极限增减动力载荷略高于传统轴箱外置式车轴，两者均有利于降低车轴所承受合成弯矩水平。综上得出轴箱内置车轴是一种在高速铁路领域极具应用潜力的新型铁路车轴结构。     

首批出口欧洲的车轴在中车天力下线

2020年3月20日,首批出口欧洲的铁路机车车辆用车轴在株洲中车天力锻业有限公司(简称中车天力)下线。车轴是直接关系铁路机车车辆运行安全的关键部件,中车天力基于成熟的车轴研发平台和精湛的车轴制造技术,不断优化制造工艺,提升车轴品质。本批出口欧洲的车轴主要技术特征如下:1)材料特征:打破国内传统工艺方法,采用连铸连轧工艺生产车轴钢坯,在提高材料的洁净度和均质性、改善正火后力学性能和金相组织的同时,大幅度降低了材料成本,从而提高了车轴产品的竞争力。2)技术特征:执行欧洲最严车轴标准,结合BS 918275和EN 13261,覆盖了最前沿的车轴制造与检测技术要求,并通过欧标要求的1000万次极限强度疲劳试验。     

钢筋混凝土空心梁疲劳性能试验研究

对6根大比例钢筋混凝土空心梁进行静载和疲劳性能试验研究,每根梁取不同荷载幅度,研究不同疲劳次数下梁受压区混凝土和受拉区的钢筋的应变、梁的跨中挠度以及裂缝发展情况,得到不同的疲劳荷载应力幅作用下钢筋混凝土空心梁的疲劳寿命;根据试验结果拟合得到钢筋混凝土空心梁疲劳荷载作用下的S-N曲线,为由钢筋混凝土空心梁构成的桥梁结构寿命预测提供依据。对钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后的钢筋进行静力学性能试验研究,了解钢筋混凝土空心梁疲劳破坏后钢筋力学性能的退化情况。     

腐蚀对Al-Zn-Mg合金型材疲劳强度影响规律的研究

通过腐蚀疲劳、应力腐蚀相结合的方法模拟“服役—停放”状态,研究了不同加速周期下Al-Zn-Mg合金型材的疲劳强度、腐蚀疲劳强度,并通过灰色理论模型预测了Al-Zn-Mg合金材料疲劳强度的衰减规律。结果表明:Al-Zn-Mg合金型材的常规疲劳强度、腐蚀疲劳强度会随模拟加速试验周期的延长而衰减,腐蚀疲劳条件下Al-Zn-Mg合金型材的性能衰减比常规疲劳条件下的性能衰减更快。     

铁路正交异性钢桥面板典型疲劳裂纹寿命估算

针对铁路正交异性钢桥面板中典型疲劳裂纹形式,建立计算模型。采用有限元数值方法模拟钢桥面板应力分布,确定各典型疲劳裂纹最不利位置;利用有限元子模型技术模拟各疲劳裂纹位置焊接细节,分析焊缝引起应力集中程度及对疲劳裂纹产生所造成影响;依据断裂力学揭示疲劳裂纹扩展速率与裂纹周围应力场关系,对几种典型疲劳裂纹进行疲劳寿命估算。结果表明:在桥面板与纵肋连接处,桥面板疲劳裂纹寿命较短,而纵肋疲劳裂纹寿命较长,这与国内外现场实测及试验结果相吻合;在横梁与纵肋连接处,其主应力较大且应力集中效应明显,极易产生疲劳裂纹。     

使用构件和零件的实际疲劳特性进行车辆疲劳寿命预测

疲劳寿命计算是机械设计的重要步骤,而利用标称应力和可比构件或零件的实际疲劳特性这一疲劳分析方法是疲劳寿命计算的有效方法。本文详细地阐述其计算原理和具体步骤,并将此疲劳分析方法应用于货车车辆实际的疲劳计算中,验证了该方法具有很好的应用价值。     

横向加固钢板梁桥的疲劳寿命

横向加固钢板梁桥已是铁路提速中采用的工程措施之一.通过本文的论证,认为只要不对钢板梁桥的主要构件产生新的损伤,这一工程措施不会加速桥梁的疲劳进程.     

货车RD2车轴应力谱研究

通过建立C64K提速货车系统的非线性动力学模型 ,仿真货车在典型线路上的运行 ,获取作用于轮轴上的随机载荷谱。引入车轴材料的非线性本构关系 ,进行轮轴的有限元分析 ,得到车轴关键部位的应力时间历程 ,以得到车轴危险截面在典型工况的不同存活率和不同置信度下的概率疲劳应力谱 ,为进行货车RD2 车轴疲劳寿命的预测及安全评估提供依据。     

基于线路实测载荷谱的转向架部件振动疲劳分析

为分析轨道交通车辆转向架零部件疲劳断裂的原因,基于某地铁车辆线路试验数据,以转向架实测谱为输入激励,使用频域疲劳分析方法对部件进行振动疲劳寿命分析,同时也采用实测应力进行寿命分析,并与频域疲劳分析方法做对比。其中,分析了正常与异常载荷谱对部件疲劳的影响,探讨转向架零部件结构疲劳失效原因,分析结果可供相关设计与优化参考。     

转K5型转向架弹簧托板疲劳试验方法研究

对转K5型转向架弹簧托板动应力进行了线路实测,编制了相对疲劳薄弱部位的动应力谱和弹簧托板的动载荷谱,采用无限寿命设计理论,利用线路实测动应力和AAR货车设计制造规范中的有关材料及接头的疲劳极限,评估了弹簧托板的疲劳强度,根据损伤等价原则,提出了实物疲劳试验加载方案.     

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.     

城市轨道交通车辆车轮踏面缺陷产生的机理和预防措施

分析了城市轨道交通车辆车轮踏面产生裂纹和剥离等缺陷的机理,提出了预防车轮踏面缺陷的措施.例如:利用高性能的防滑器防止车轮滑动;对磨损车轮及时进行旋磨或打磨处理;降低车轮机械制动摩擦范围,提高电制动的范围;开发新材料,提高车轮抗剥离能力等.