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轮对设计国内外研究现状

时间:2018-12-30 15:33来源:毕业论文
轮对设计研究现状早期的铁路车辆及轮对的标准是在欧洲及北美成为世界贸易中心时出现的,各自的标准逐渐按照自己的方式,向铁路运输及轮对设计方向发展。随着科技的发展,目前

轮对设计研究现状早期的铁路车辆及轮对的标准是在欧洲及北美成为世界贸易中心时出现的,各自的标准逐渐按照自己的方式,向铁路运输及轮对设计方向发展。随着科技的发展,目前存在多个铁路轮对的适用设计标准。主要有欧洲标准(EN),国际铁路联盟(UIC),国际标准(ISO),日本标准(JIS),北美铁道协会(AAR),虽然每种标准都有各自的体系,但是标准制修订框架和标准内容趋于相同。其中欧洲标准被世界各地所采用。我国铁道行业标准制定的车轮结构为整体轮,国有铁路或者地方铁路新造的机车也不列外,我国的车轴设计标准在2006年被欧洲标准所取代,并且车轴的疲劳强度校核采用的是欧洲标准和日本标准。32039
有限元技术在轮对中研究现状
自20世纪以来,在轮对设计的过程中采用大量的先进技术,有的用有限元方法对轮对结构进行优化设计或者拓扑优化设计,有的采用计算机仿真技术对轮对进行受力分析,或者利用现代电子技术、超声波技术、磁粉探伤技术,激光成像技术以及声发射技术等检测手段对轮对故障进行诊断分析,G.X. Chen ,Z.R.Zhou ,H.Ouyang , X.S.Jin ,M.H.Zhu,Q.Y.Liu[1] 采用有限元复特征值法,研究车轮跟踪系统的稳定性,建立了曲线工况下和直线工况下的车轮跟踪系统两种模型,分别研究系统下的车轮自激振动,并进行比较;P.T. Torstensson, J.C.O.Nielsen , L.Baeza [2]研究的是高速运行下列车轨道间的相互作用,通过建立轮对动力学模型和车轮旋转模拟模型,经过对模型的分析计算,在轮轨接触力与接触力刚性、 非旋转模型的基础上进行分析对比;Ping Lou, F.T.K.Au[3]介绍了机车车辆的计算内力的方法,即计算弯矩力和剪切力,在移动车辆的情况下,通过伯努利--欧拉梁有限元公式评价移动车辆下的内力计算,而且计算公式的推导基于列车动态均衡条件,在,文章的最后还给出了求解过程。通过与可用的闭式解的比较,验证了之前提出的计算公式的正确性。现如今,关于车轮的分析,美国是通过有限元分析法, 设计了盆型辐板及S型辐板车轮,目前美国ARR协会已将有关车轮设计的有限元分析方法纳入标准,并作为评定车轮设计的重要条件。现如今西欧的许多国家也把车轮结构的有限元优化设计作为车轮改进的必要条件。论文网 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
目前针对车轮的结构强度分析方法,国内主要采用有限元方法,常用的软件有ABAQUS,MARC,Adina和ANSYS等。主要的检测手段是通过对比车轮上检验点处或者相互接触位置的计算应力以及许用应力,如果检验点处或者相互接触位置的计算应力小于许用应力,则说明该车轮设计符合强度要求,如果车轮上检验点处的计算应力大于许用应力,则说明车轮设计不符合强度要求。
关于我国的车轮结构,赵洪伦[4]讲述了我国现如今铁路上面绝大多数车轮用的是整体辗钢轮,它是由钢锭或轮坯经加热辗轧,并经过淬火热处理而成型,其强度较高、韧性较好、重量轻、安全可靠性高,因此受到铁路行车的青睐,目前我国的轮轴强度设计标准[5]主要采用TB/T 2705-1996以及TB/T2395-1993车轴设计与强度计算方法,高速动车组轮对结构设计和强度分析主要参考200km/h及以上速度级铁道列车强度设计及实验鉴定暂行规定,但国内针对轮对疲劳强度的计算大多还是参考欧洲和日本的标准,来确定主要的计算载荷以及相应的计算工况。国内主要的研究内容有:疲劳强度的评定、提高疲劳强度的方法、过盈配合过盈量对轮对受力的影响以及疲劳强度安全裕量和安全系数。其中,在轮对疲劳强度的评定中,其基本原理是基于弹性力学理论从车轴实际受力出发得出车轴各截面的应力计算方法,采用安全系数的方法评定车轴的疲劳强度;在提高车轴疲劳强度方面。可通过车轴材质选择、热处理工艺等方面来提高车轴的疲劳强度;轮轴过盈配合量对轮对受力的影响过程中是以建立轮对接触有限元模型为基准,通过计算得出了过盈量对车轮径向力、车轴横向力、轴孔内表面应力以及对车轴形状的影响;在疲劳强度安全裕度以及安全系数计算方面,则是采用某系列动车组轮对为研究对象,采用EN13104欧洲标准和日本JIS标准对车轴进行疲劳强度校核,并采用有限元分析方法对车轴进行受力分析,还针对别的转向架轮对分析了过盈量及热载荷的影响,并用疲劳强度应力云图对轮对的应力进行评定,最后计算出轮对的疲劳强度安全裕量以及安全系数。 轮对设计国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20181230/28432.html
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