机车轮对过盈配合温差法装配的有限元模拟

与经典的力学方法相比,用有限元方法可以有效地分析复杂形状轴毂过盈配合的各种问题,从而提高轴毂过盈配合设计的可靠性.对机车轮对过盈配合温差法装配过程的有限元模拟说明,虽然在过盈量较小时,弹性和弹塑性有限元模拟都能够比较真实的模拟车轮与车轴中的应力分布,确切地反映轮毂配合间的接触边缘应力集中等,但是,当过盈量较大而发生塑性变形时,弹塑性模拟分析,能够比较准确地计算出轮对的塑性变形,因而,比弹性有限元模拟更加真实,因此,弹塑性有限元分析对安全性要求很高的机车轮对过盈配合的设计就更有指导意义.     

机车轮对过盈配合温差法装配的有限元模拟

与经典的力学方法相比，用有限元方法可以有效地分析复杂形状轴毂过盈配合的各种问题，从而提高轴毂过盈配合设计的可靠性．对机车轮对过盈配合温差法装配过程的有限元模拟说明，虽然在过盈量较小时，弹性和弹塑性有限元模拟都能够比较真实的模拟车轮与车轴中的应力分布，确切地反映轮毂配合间的接触边缘应力集中等，但是，当过盈量较大而发生塑性变形时，弹塑性模拟分析，能够比较准确地计算出轮对的塑性变形，因而，比弹性有限元模拟更加真实，因此，弹塑性有限元分析对安全性要求很高的机车轮对过盈配合的设计就更有指导意义．     

机车轮对温差法装配过程三维弹塑性模拟

用有限元方法对机车轮对温差法装配过程进行了三维弹塑性模拟,分析了车轮与车轴中的等效应力和接触应力的分布以及轮对的塑性变形,探讨了轮毂配合间的边缘应力集中问题,对轮对过盈配合的设计具有一定的指导意义.     

机车轮对温差法装配过程三维弹塑性模拟

用有限元方法对机车轮对温差法装配过程进行了三维弹塑性模拟,分析了车轮与车轴中的等效应力和接触应力的分布以及轮对的塑性变形,探讨了轮毂配合间的边缘应力集中问题,对轮对过盈配合的设计具有一定的指导意义.     

基于正交有限元法的轮对压装影响因素研究

轮对压装是保证铁路车辆安全运营的关键因素之一.根据车轮、车轴真实结构和参数,对其注油压力、车轮直径变化量进行理论计算,并在有限元软件中建立轮对注油压装模型,在此基础上对理论模型进行验证,仿真模拟计算轮对注油压装过程.同时,采用正交分析法对压装影响因素进行敏感性分析.结果表明:注油压装过程中,压装力的影响因素依次为车轮毂孔圆柱度、车轴轮座圆柱度、过盈量和摩擦系数;冷压过程中,对压装力的影响因素依次为车轴轮座圆柱度、车轮毂孔圆柱度、过盈量和摩擦系数;冷压过程中,对起点陡升压力影响因素依次为车轮毂孔圆柱度、过盈量、车轴轮座圆柱度和摩擦系数.     

基于有限单元法轮对-车轴系统动力学特性研究

轮对车轴系统作为轨道交通车辆上的重要部件,随着车速的提高,其动力学问题也变得十分迫切和必要.提出一种基于有限元方法的弹性轮对-车轴系统动力学建模方法,利用该方法分析了轮对-车轴系统的固有特性与临界转速,并与有限元分析软件计算结果进行对比验证.在此基础上,分析车轮偏心状态下转子动力学响应.结果表明,两种方法计算的振型一致...     

机车车轮与车轴残余应力的超声检测

机车车轮和车轴在制造和服役过程中的残余应力及其分布状态对车轮踏面裂纹形成、扩展及金属剥落、车轴的疲劳寿命等有着重要的影响。依据声弹性理论,采用临界折射纵波,建立超声应力检测试验系统,编制应力—声时处理软件。利用该试验系统对车轮、车轴的应力系数进行标定,而后对车轮踏面周向、车轴轴向的残余应力进行检测,将检测结果采用计算机线性插值绘制应力分布云图,通过云图更直观的得到残余应力分布规律。对准确评估轮对的强度、韧性和抗疲劳性以及改善其性能具有一定意义。     

高速列车驱动车轴动态特性分析

将车轮和轴箱分别简化为集中质量和转动惯量,用连续弹性Timoshenko梁模拟变截面车轴,建立弹性轮对与轨道耦合垂向动力学模型,分析车轴动态刚度与轮轨作用力、车轴自身振动特性和车轴动应力的相互关系。发现:轮对的一阶和二阶固有频率分别由76.34Hz和130.03Hz降低到53.68Hz和100.02Hz,车轴的一阶模态振动加速度和弹性振动位移分别增加60.12%和92.21%,轮轨动作用力增加6.23%,车轴轮座内侧和轴颈危险截面的动应力分别增加39.30%和34.13%。分析结果表明:轮轨动作用力和车轴的动应力随着车轴动刚度的降低而增加,因此,提高轻量化轮对的固有频率和动态刚度能保证高速列车安全运行和提高车轴疲劳强度。     

车轮高阶多边形磨耗发生与演化特征分析

针对日益突出的车轮高阶多边形磨耗问题，基于轮轨系统转子动力学模型、轮轨接触模型和车轮圆周磨耗深度模型，建立车轮多边形磨耗发生与演化模型；分析列车运行速度和车轮质量偏心的变化，揭示车轮多边形磨耗发生与演化的规律，并进行现场跟踪实测数据验证；通过模态和灵敏度分析研究系统参数对多边形磨耗的影响.研究结果表明：车轮高阶多边形磨耗的产生和演化遵循“定频整分”规律，即580 Hz左右的固定频率整分轮对转频时，车轮磨耗会演化成19阶左右的多边形，否则车轮磨耗将趋于均匀；该固定频率主要来源于轮对的2阶弯曲模态，且对车轴直径的灵敏度最大，通过定转速运行、增大车轴直径等措施改变固定频率可有效抑制车轮多边形磨耗.     

高速机车制动温升对轴盘配合的影响

利用ANSYS建立了高速机车轴盘制动装置热量传递模型,计算了接触面热阻、间隙导热系数和表面传热系数,研究了其温度场分布特性,分析了制动生热对轴盘制动装置过盈配合的影响。计算结果表明:合理的制动盘和盘毂间隙能增大热阻,减小温度对过盈配合的影响,在结构允许范围内,建议合理的设计单边间隙为0.5~1.5mm;制动结束时刻,选择合理的盘毂厚度可使过盈面平均接触压力减小5.9%~6.6%,以降低温度对过盈配合的影响,建议盘毂合理厚度为8mm。     

铁道客车车轴关键部位加工工艺改进

车轴是铁道客车转向架重要零部件之一,它不但承载全部车上重量,而且承受着来自轮轨的冲击,受力十分复杂.许多铁道车辆的热轴事故和车轴冷切事故都与车轴的加工质量有关,因此保证车轴加工质量极为重要.本文对车轴关键部位的原有工艺进行了分析,并提出了新的改进工艺.1车轴常用加工工艺分析图1车轴一端以RD3A型车轴为例,对其关键部位加工工艺进行分析.由于该车轴两端对称,因此取车轴一端加工工艺进行说明,如图1.车轴加工工艺过程主要如下:半精车车轴的各部→磨削轮座、盘座→精车轴颈、防尘板座、倒角和过渡部分→滚压轮座、盘座、倒角和过…     

微动对车轴钢疲劳性能的影响

针对铁道轮轴间微动损伤的特点,设计了能够模拟过盈连接在旋转弯曲载荷下微动损伤问题的试样轴和试样套管．在实物车轴的特定位置切割试样,加工制作了常规疲劳试样和微动疲劳试样,并采用温差法组装微动疲劳试样的轴和套管,然后借助四点旋转弯曲疲劳试验机,通过单点法试验得出了该车轴钢的常规疲劳寿命（S—N）曲线和微动疲劳寿命曲线．结果表明,微动显著降低了车轴钢的疲劳极限,并且微动疲劳试样均在轴套配合的边缘断裂．     

何允烘 地铁维修的“工匠先锋”

正何允烘是中共党员,1985年参加工作,2003年进入广州地铁,现为运营总部高级检修专家(一级技师),主要从事维修车轮的车削加工、维修用工装设计及制作、设备维护及故障处理等工作。他是广州地铁轮对生产和机加工专业的领军人物,也是张重阳创新工作室的核心成员。2010年,广州地铁轮对自主生产线正式投入使用,轮对生产关系到乘客的生命安全问题,如果车轴与车轮压装不合格,车轮就会脱落,列车就会脱轨。轮对压装要极     

铁道车辆轮轴装配应力的接触非线性有限元分析

提出了过盈配合应力的动态和静态２种有限元分析方法,利用非线性有限元软件ＭＡＲＣ对铁道车辆某高速轮对组装的过盈装配应力进行了有限元仿真计算,比较了２种方法的计算结果,分析了过盈量、摩擦系数、形状误差对装配应力的影响,结果对于制定装配规范、研制高速重载轮对、改进和加工工艺具有参考意义。     

弹性车轮压装过程仿真计算

建立包含橡胶件的弹性车轮有限元模型,基于Abaqus软件仿真模拟弹性车轮组装过程.分析橡胶材料的力学特性,采用Mooney-Rivlin本构模型模拟其超弹性特性,考虑橡胶件大变形且不可压缩特性,建立多个接触关系和变步长反复迭代方法以保证计算收敛和缩减计算规模,研究压装过程各部件应力变化情况.仿真结果显示:压装完成后弹性车轮整体最大von-Mises应力为129.1 MPa,出现在压环与轮心过盈配合面处;最大径向应力为143.3 MPa,出现在轮心辐板圆弧过渡处.压装完成后弹性橡胶件最大von-Mises应力为8.1 MPa,径向应力均处于压缩状态.压装完成后轮毂与橡胶接触面应力在边缘位置处较大,轮缘侧应力略大于另一侧,且边缘位置应力大于中心位置处应力3倍.压装过程中轮心辐板位置最大应力随压装进行逐渐变小,最大应力位置逐渐靠近辐板厚度较薄的圆弧过渡处.压装应力作为车轮运营过程中的预应力.     

套筒滚子链条链节的联接固度及其影响因素分析

链节的联接固度对链条的使用寿命影响很大,通过对销轴与链板配合过盈量、链板孔和销轴的几何形状误差、链板硬度、链节静配合连接中的比压等的分析研究,提高了链节的连接固度．     

套筒滚子链条链节的联接固度及其影响因素分析

链节的联接固度对链条的使用寿命影响很大，通过对销轴与链板配合过盈量、链板孔和销轴的几何形状误差、链板硬度、链节静配合连接中的比压等的分析研究，提高了链节的连接固度。     

车轮扁疤激起的轴箱轴承冲击特性

以CRH2型动车组为研究对象, 建立包含轴承的车辆-轨道动力学分析模型, 通过数值积分获得了轮轨冲击力时间历程、轮对和轴箱振动加速度时间历程、滚子与外圈滚道接触载荷时间历程; 结合已有的车轮扁疤分析模型, 研究了扁疤长度、车辆运行速度对轮轨冲击力的影响, 分析了扁疤冲击下轮对、轴箱的振动加速度响应特征以及外圈滚道接触载荷响应特征。研究结果表明: 轮对和轴箱受到的冲击加速度均随扁疤长度呈现增长的趋势, 轴箱受到的冲击加速度大于轮对受到的冲击加速度, 且轴箱受到的冲击加速度增长更快; 车轮扁疤会对外圈滚道接触载荷产生影响, 在滚道承载区域, 车轮进入扁疤区域时产生的冲击载荷作用效果为减小滚子外圈接触载荷, 在车轮离开扁疤区域时产生的冲击载荷作用效果为增大滚子外圈接触载荷, 在滚道非承载区域, 滚子与外圈同样会产生多次冲击; 车速为300 km·h-1, 扁疤长度小于30 mm时, 车轮进入扁疤区域滚子外圈受到的冲击载荷大于车轮离开扁疤区域滚子外圈受到的冲击载荷, 扁疤长度大于30 mm时, 车轮进入扁疤区域滚子外圈受到的冲击载荷小于车轮离开扁疤区域滚子外圈受到的冲击载荷; 在整个滚道区域内, 扁疤激扰激起的滚道冲击载荷呈左右对称分布, 且滚道区域越靠近对称轴, 受到的冲击载荷越大。      

内轴颈高铁车轴结构设计与强度分析方法

针对高速列车的轻量化设计需求，分析了内轴颈高铁车轴独特的内支承结构与承载特点，建立了内轴颈高铁车轴受力状态和结构强度理论分析模型，提出了内轴颈高铁车轴设计极限载荷和疲劳强度的解析计算方法；在此基础上，制定了基于理论分析、有限元方法和车辆系统动力学的内轴颈高铁车轴结构设计方法，并以17 t轴重的内轴颈高铁车轴为例开展了应用研究；基于内轴颈高铁车轴受力状态的理论分析结果，确定了车轴的临界安全截面和详细尺寸方案；建立了内轴颈高铁车轴的有限元模型，评估并校核了车轴的疲劳强度；建立了轴箱内置式高速动车的刚-柔耦合系统动力学仿真分析模型，验证了车辆的动力学性能和车轴的动荷载。分析结果表明:17 t轴重的新型内轴颈高铁车轴的质量为273.6 kg，比同轴重传统外轴颈高铁车轴的质量低约30%；内轴颈高铁车轴各截面疲劳强度的安全系数均大于1.66，临界安全截面转移至轴颈与轮座之间的卸荷槽及轴颈与轴身之间的过渡圆弧区域；采用内轴颈车轴的高速动车能够以350 km·h-1的速度稳定通过半径为5.5 km的曲线线路，主要动力学性能指标优良；在选定曲线通过工况下车轴所承受的动载荷均能被设计极限载荷包络，据此开展的车轴结构设计和强度分析是稳健的。可见，内轴颈高铁车轴在实现高速列车轻量化设计方面有显著的技术优势，且高速适应性较好，在高速列车领域的发展和应用潜力巨大。      

基于传递矩阵法的轮对固有频率计算方法

应用传递矩阵法分析机车车辆轮对的固有频率,根据轮对的结构特点,将车轮和轴箱简化为集中质量和转动惯量,车轴简化为包含集中质量和转动惯量的变截面Timoshenko梁,建立轮对振动的传递矩阵,用Newton-Raphson方法求解频率方程,得到轮对的固有频率值。在轮对设计阶段,对其自振频率进行计算,分析其对轮对本身应力状态、机车车辆系统和轨道系统振动动态特性的影响。该方法与有限元方法计算的轮对固有频率的相对误差小于10%,具有较高的计算精度,满足工程设计的需要。