高鐵制動轂三維接觸模型及其應(yīng)力分析.pdf

1、隨著高鐵速度的提升，高鐵制動系統(tǒng)在運行中承受更大的慣性力與振動沖擊，加劇了制動系統(tǒng)關(guān)鍵部件的疲勞損傷。制動轂是連接制動盤和輪軸的關(guān)鍵部件，制動轂與輪軸過盈配合連接，與制動盤通過螺栓連接。目前制動轂的主要失效形式是局部疲勞損傷，其工作穩(wěn)定性是高鐵制動安全的保障。因此，探尋制動轂運行中應(yīng)力不均勻變化狀態(tài)的分析方法，為后續(xù)局部應(yīng)力疲勞損傷及試驗檢測提供理論支持，同時可為制動轂強度設(shè)計提供校核方法。具體研究工作如下:
　　(1)制動轂三維

2、隨機接觸面模型研究，分析三維接觸模型的影響因素，基于輪軸的機加工表面具有隨機性特點，確定隨機圓度誤差是影響接觸應(yīng)力不均勻分布的主要因素，將二維軸對稱模型轉(zhuǎn)換為三維接觸模型。
　　(2)利用“乘同余法”獲取描述隨機圓度誤差的徑向離散值序列，作為圓度輪廓的插值點;借助分段三次Hermite插值法，完成具有隨機圓度誤差的外輪廓模型描述，建立制動轂和輪軸裝配體的實體模型和有限元模型。
　　(3)研究不同過盈量和不同公差對制動轂接觸預(yù)

3、應(yīng)力的影響，結(jié)果表明，隨機圓度誤差是造成制動轂接觸預(yù)應(yīng)力分布不均的原因，揭示了制動轂應(yīng)力不均勻分布的原因，提出了制動轂不均勻接觸應(yīng)力的計算和分析方法，為制動轂的設(shè)計校核提供了新的理論和方法。
　　(4)結(jié)合運行時制動轂的受力狀態(tài)，獲得運行時制動轂的接觸應(yīng)力變化，結(jié)果表明，常慣性力和路譜振動沖擊的作用，加劇了制動轂接觸面的應(yīng)力不均勻分布，運行時制動轂接觸面的拉應(yīng)力是造成制動轂局部疲勞損傷的主要原因，為制動轂接觸應(yīng)力損傷試驗提供了理論