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。     

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.     

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。     

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。     

日本新干线动车高速转向架的研制和发展

概述了日本新干线动车高速转向架运行速度为２１０ｋｍ／ｈ的ＤＴ２００型发展运行速度为２７０－－３００ｋｍ／ｈ的ＴＤＴ２０３型和进一步开发试验速度达到３４５ｋｍ／ｈ的新型转向架，以及日本铁道综合研究所为下一世界新干线动车研制的速度为３５０ｋｍ／ｈ以上的转向架的试验研究过程；介绍了上述各型转向架的结构特点和性能参数。     

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。     

25.5m空调双层客车车轴疲劳寿命可靠性计算

作者根据四方所提供的载荷谱编制了车轴疲劳寿命可靠性设计的通用计算程序，运用ＩＢＭ－ＰＣ／ＸＴ计算机对２５．５ｍ空调双层客车车轴在１５年使用寿命期内疲劳寿命的可靠度进行了具体计算，其Ｒ值为０．９９２４８４９５２，可供双客的设计，运行和维修部门参考。     

作用于车轴轴承上的载荷推算法

如果能高精度地推算出作用于运行车辆车轴轴承上的载荷,则有可能设计出更合适的车轴轴承及轴箱。作用于运行车辆车轴轴承上的载荷,会在轨道及速度等运行条件的影响下发生改变,但目前尚未能准确地掌握这类载荷。日本铁道综合技术研究所根据作用于车轮上的轮重及轮轨横向力数据,针对实际运行中作用在车辆车轴轴承上的载荷,对其推算方法进行了研究。     

机车车辆轴承及其润滑的现状与动向

介绍了日本机车车辆，特别是新干线动车车轴轴承、牵引电动机轴承和牵引齿轮箱轴承在向高速化、轻型化和无维修化方向发展过程中的结构性能改进和润滑方法、维修方式的改进。新干线动车车轴轴承从油浴润滑、圆柱滚子和深槽滚珠轴承并用发展到采用润滑脂密封型圆锥滚柱轴承，轴箱材质也由铸钢改为铝合金。在交流牵引电动机轴承上，采用了耐热性和耐久性更好的复合锂皂润滑脂。为防止电蚀，采用了喷涂陶瓷膜和PPS树脂膜的绝缘轴承。     

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。     

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。     

双客车轴动载荷分布与疲劳寿命估算

简要介绍了双客车轴动载荷的测试和由“雨流法”数据处理得到的车轴动载荷（动应力）分布，亦称载荷谱。由实测和统计得到的载荷谱，反映了车轴的实际受载情况，因此，以该载荷谱为依据，估算双客车轴在南京－上海区间运用，其疲劳寿命约为２５年（相当运行里程５６０×１０＾４ｋｍ），具有实际参考价值。     

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。     

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。     

日本320km／h新干线高速E5系电动车组

2009年6月25日．JR东日本铁路客运公司首列E5系新电动车亮相．营业速度最高为320km／h．是日本最新计划批量生产的高速动车。20年来．上越新干线大清水隧道1990年开始运行275km／h．东北新干线相继运行E2系和E3系高速电动车组．运行速度也为275km／h。     

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。     

高速列车空心轴表面裂纹前缘应力强度因子解析模型

高速列车运行中其车轴可能受到硬物的高速冲击造成缺口,由于缺口所造成的应力集中会在车轴表面萌生疲劳裂纹,如果没有及时发现而继续使用,车轴会受到扰动载荷的作用,导致表面裂纹不断扩展,直至发生断裂。对车轴的疲劳断裂问题进行研究时,可通过应力强度因子进行断裂安全分析。由于空心轴的使用越来越广泛,其裂纹扩展问题也成为了研究的重点。空心车轴与实心车轴相比,表面裂纹情况更加复杂,无法利用已有公式计算出应力强度因子的解。通过对实心轴表面裂纹应力强度因子解析式进行修正,得出空心轴表面裂纹应力强度因子,将其与Carpinteri通过有限单元法得到的应力强度因子进行比较。结果表明,空心轴半椭圆表面裂纹应力强度因子解析模型具有较高的精度,为空心轴裂纹扩展的进一步研究提供了参考。     

双层客车车轴疲劳寿命可靠性计算

本文应用疲劳损伤累积理论，讨论了车轴中值疲劳寿命的计算方法，同时按疲劳寿命服从对数正态分布规律，建立了对数寿命与失效概率的分布函数，据此，借助于文献［１］所提供的双层客车车轴载荷（应力）谱，具体计算了双层客车车轴的疲劳寿命及其相应的可靠度，并提出了双层客车车轴额定寿命为１５年的建议。     

高速列车 车轴强度 计算方法

针对国内尚未制订高速列车车轴强度设计规范的现状,以中国某高速动车组动车车轴强度计算为例,分别采用日本和欧洲的高速列车车轴强度设计规范中的计算方法以及有限元仿真计算方法,对动车车轴的强度进行计算和对比分析。结果表明：3种计算方法计算得到的车轴强度安全系数均大于1,表明车轴强度符合安全要求;欧洲高速列车车轴强度设计规范考虑的载荷较为全面,与有限元仿真计算方法相比,计算结果偏于安全;但对于轮座部位,采用日本的车轴强度计算方法计算出的安全系数偏大,更为保守。