机加工工艺对轮轴疲劳可靠性的影响分析

轮轴是铁路车辆走行部分的关键部件之一,机加工是轮轴的最后加工阶段,其加工工艺的优劣间接影响到轮轴的机械性能和疲劳寿命。文章在分析影响轮轴疲劳寿命的主要机加工因素的基础上,通过试验和仿真分析手段研究机加工残余应力对车轴疲劳寿命的影响规律,并提出了控制残余应力的措施和建议。     

轮对车轴上裂纹发展过程的评估

类似于2008年7月在科隆的霍也茨列尔布留克大桥上发生的ICE列车轮轴断裂这样的事故,总会引发有关列车部件检测间隔时间的讨论。自从该事故发生后,开始加强制定部件可靠性标准方面的工作,以确定检测间隔周期。同时特别注重承受循环负荷作用的机车车辆零部件的关注分析,其中包括轮轴寿命的确定。     

铁路货车车轴微动磨损裂纹实例分析

针对我国铁路货车车轴检修过程中发现的轮座周向裂纹问题,对缺陷部位进行了细致的试验分析,结合车轴设计图纸对裂纹产生的机理进行了理论分析,总结了非突悬结构轮对设计易造成车辆运营过程中轮毂孔与轮座接触部位产生微动磨损的特点,对既有非突悬结构设计的客货车辆车轴检修提出了建议。     

压装车轴镶入部裂纹缺陷信息提取

针对轨道车辆压装车轴镶入部在定期超声波检测时噪声信号幅值较大、缺陷信号被淹没在噪声信号中无法直接识别的状况,基于超声波检测信号采集数据分析信号典型特征,结果表明有较高辨识度的缺陷信号具有能量集中、信噪比高且快速收敛的特性.采用小包波变换对采集的压装后的车轴镶入部超声波检测信号进行分解,提取区别于噪声信息的缺陷特征系数和...     

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...     

城际动车组车轴应力谱的极值推断

为评估车轴的可靠性或扩展车轴的应力谱,需要预判车轴全寿命期内的最大应力. 首先,综合考虑推断精度和统计效率等因素,基于Sturges公式选取0.5 MPa为组距对实测车轴应力-时间历程进行雨流计数,得到车轴应力的经验累积分布函数. 其次,针对不同的门槛限值计算应力的经验均值超限函数,通过确定经验均值超限函数的拐点确定合理门槛限值. 然后,基于Pickands-Balkema-de Haan定理,利用广义帕累托分布拟合车轴应力的超限分布函数,并通过拟合分布外推车轴全寿命期内的最大应力. 最后,利用实测车轴应力数据进行了验证. 研究结果表明:为评估车轴寿命期内的最大应力,大约需要不少于 3000 km 的线路测试;基于13.5 t轴重实测数据推断的应力极值比基于14.1 t轴重计算的校核应力高出13%,因此完全按照设计轴重满载运营,需格外谨慎.      

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。     

多边形条件下高铁车轴裂纹扩展寿命计算及检查间隔制定方法研究

文章调研了目前关于车轴材料属性和载荷条件离散性对剩余寿命的影响的处理方法并进行了简要总结；建立了车辆系统刚柔耦合动力学模型，提取了车轮20阶多边形条件下各工况车轴危险截面应力-时间历程，进行了应力谱的编制；基于小试样裂纹扩展试验数据拟合得到了NASGRO方程裂纹扩展参数，计算得到车轴卸荷槽部位裂纹深度为2～40 mm的剩余寿命；考虑材料属性和载荷条件离散性来制定车轴剩余寿命计算的安全系数；结合剩余寿命计算结果、超声波检测裂纹检出概率曲线和车轴失效概率制定了车轴合理的检查间隔。结果表明，车轮多边形条件下，车轴剩余寿命为38.5万km,考虑材料属性和载荷条件离散性的安全系数分别为1.26和1.33,得到车轴检查间隔为3.8万km。     

残余压应力对车轴表面裂纹扩展的仿真研究

为了研究残余压应力对裂纹扩展的影响，通过子程序引入初始残余压应力，利用裂纹扩展仿真技术XFEM与VCCT相结合的方法进行裂纹扩展仿真计算，证实了残余压应力对裂纹扩展有显著的抑制作用；基于Zencrack仿真软件，结合S38C材质车轴试验得到的裂纹扩展参数，预测了CRH2型动车组用S38C材质车轴裂纹扩展寿命，并提出了车轴裂纹检测周期建议。     

微合金化高性能结构钢开发及其在半挂车车桥上的应用

为满足商用车的节能减排需求，车轴等重要底盘件正向高承载、长寿命和轻量化方向发展。以某13 t挂车车轴为目标，在传统LZ27Mn2钢种基础上开发出了新型微合金化结构钢。通过新材料开发、结构优化、热处理、表面喷丸，成功开发出新车轴产品。相比于原车轴，新车轴成功减重约13.2%。新车轴基体屈服强度≥800 MPa、抗拉强度≥860 MPa、延伸率≥18%、常温冲击功≥130 J、-20℃冲击功≥100 J。新车轴经测试满足刚度、强度（安全系数≥6.0）及疲劳寿命要求（120万次），满足产品相关技术要求。