CRH5動(dòng)車組動(dòng)力輪對的可靠性分析.pdf

1、針對CRH5動(dòng)車組動(dòng)力輪對的輪軸開展了可靠性研究。主要工作包括:
　　1、考慮了輪對多重過盈裝配及輪軌接觸對輪軸結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響，建立了輪對的彈塑性集成有限元應(yīng)力計(jì)算模型。
　　2、進(jìn)行了輪軸設(shè)計(jì)機(jī)械強(qiáng)度可靠性評價(jià)?；诿绹鴺?biāo)準(zhǔn)AAR-S660規(guī)定的車輪極限機(jī)械載荷，完成了輪對集成有限元計(jì)算;按照正態(tài)強(qiáng)度與應(yīng)力分布模型進(jìn)行概率機(jī)械強(qiáng)度評估。結(jié)果表明:車軸最大Mises應(yīng)力截面位于輪座內(nèi)側(cè)，但在置信度97.5％的條件下，仍有大于

2、0.9999的可靠度。除踏面接觸點(diǎn)外，車輪輪轂的最大Mises應(yīng)力位于輪轂孔內(nèi)側(cè)，在置信度97.5％下，可靠度仍大于0.9999;車輪輪輻的最大Mises應(yīng)力位于內(nèi)側(cè)向輪輞過渡位置，在置信度97.5％下，可靠度仍大于0.9999。
　　3、進(jìn)行了輪軸設(shè)計(jì)疲勞強(qiáng)度可靠性評價(jià)?；跉W洲標(biāo)準(zhǔn)EN13979規(guī)定的3種車輪疲勞強(qiáng)度考核機(jī)械載荷，完成了輪對集成有限元計(jì)算，按照正態(tài)強(qiáng)度與應(yīng)力分布模型，進(jìn)行了概率疲勞耐久性強(qiáng)度評估，結(jié)果表明:基于

3、Mises應(yīng)力幅，車軸最危險(xiǎn)工況是其中彎道工況，最危險(xiǎn)截面仍然是輪座內(nèi)側(cè)，次大截面是相鄰的制動(dòng)盤座截面，但在置信度97.5％的條件下，仍有大于0.9999的可靠度。對于車輪輻板，無論基于徑向應(yīng)力幅和主應(yīng)力幅，最危險(xiǎn)部位都位于內(nèi)側(cè)向輪轂過渡部位，但在置信度97.5％下，可靠度仍大于0.9999。
　　4、探索了譜載荷下輪軸疲勞可靠性分析方法。結(jié)合一段線路的輪對譜載荷，應(yīng)用二次多項(xiàng)式回歸法，經(jīng)過2n+1次（n是結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算的主動(dòng)元素

4、個(gè)數(shù)）輪對集成有限元計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了把譜載荷轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)譜應(yīng)力;進(jìn)而應(yīng)用超長壽命可靠性分析法，實(shí)現(xiàn)了輪軸譜載荷下的可靠度評估與可靠性壽命預(yù)測。值得注意的是，基于譜剪應(yīng)力的輪輞分析表明，車輪踏面以下2mm深處是車輪最先出現(xiàn)疲勞損傷的部位，置信度90％和可靠度0.9水平的壽命為248.7公里;置信度95％和可靠度0.975水平的壽命為107.4公里;置信度97.5％和可靠度0.999水平的壽命僅為36.5公里。這說明輪對首先可能從車輪踏面表層約2