輪軸過盈配合面的有限元分析
發(fā)布時(shí)間:2021-03-01 17:10
輪對(duì)是機(jī)車車輛走行部中最重要的部件之一,軸轂間配合的接觸壓力,不僅是研究微動(dòng)損傷的重要參數(shù),而且也是保證輪軸間扭矩的傳遞、抵抗輪軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)的重要因素。因此,需要對(duì)輪軸配合部位的宏觀接觸應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行研究,為校核零件強(qiáng)度、計(jì)算聯(lián)接傳動(dòng)能力提供依據(jù)。本文以眉山車輛廠轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架所用輪軸結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,采用有限元軟件ABAQUS對(duì)輪軸壓裝法過盈裝配進(jìn)行模擬計(jì)算,應(yīng)用ABAQUS強(qiáng)大的后置處理功能對(duì)輪軸過盈聯(lián)接后應(yīng)力的分布、變形的范圍、裝配時(shí)材料的應(yīng)力變化進(jìn)行直觀的分析,具有十分重要的工程意義。對(duì)輪軸壓裝法過盈裝配分別進(jìn)行了彈性有限元模擬和彈塑性有限元模擬,計(jì)算裝配過程中產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變,確定高應(yīng)力區(qū)的位置,討論過盈量對(duì)輪軸配合面內(nèi)應(yīng)力分布及應(yīng)力集中的影響。計(jì)算結(jié)果表明,過盈量變大時(shí),車輪和車軸上的應(yīng)力水平都明顯提高,應(yīng)力集中現(xiàn)象也越明顯。將兩種模擬方法的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,可以得知彈塑性有限元法比彈性有限元法更具有指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。在彈塑性模擬條件下研究車軸空心度對(duì)過盈裝配所產(chǎn)生的影響,分析車輪與車軸的等效應(yīng)力和接觸應(yīng)力的分布規(guī)律及輪軸塑性變形的特點(diǎn),并將實(shí)心軸、平直型空心軸與擴(kuò)大型空心軸壓裝后...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
車輪模型圖及各部分名稱
用的是HESA整體輾鋼車輪,為L(zhǎng)M型踏面及S型輻板,外圈為輪輛,內(nèi)圈為輪毅,輪毅與輪惘之間是輻板等組成,輻板上的圓孔是供加工和吊裝用的工藝孔,車輪模型如圖1一2所示。車輪是鐵道車輛所有零件中最基本的零件,它不僅要承受輪軌之間垂直、橫向動(dòng)作用力和摩擦力,而且還要承受踏面制動(dòng)時(shí)的熱負(fù)荷。車輪具有載重、導(dǎo)向、傳遞制動(dòng)力和牽引力的功能,其運(yùn)用條件十分惡劣,經(jīng)常發(fā)生擦傷、剝離、熱裂和疲勞損壞等情況。車輪的好壞對(duì)行車安全具有十分重大的影響?装遢v輻毅輪輪輻板孔輪毅一圖1一2車輪模型圖及各部分名稱3.車軸車軸分軸頸、軸身、輪座、齒輪座等部分。車軸的主要變形是橫向彎曲。輪座部分由于嵌入車輪而引起應(yīng)力。以及由于摩擦腐蝕的影響。所以它的直徑要設(shè)計(jì)的大一些。為了降低車軸直徑變化區(qū)域的應(yīng)力集中,而采用具有一定半徑的圓角來平緩過渡。為了減小由于裝入滾動(dòng)軸承而產(chǎn)生的應(yīng)力集中,在軸頸后部的過渡圓弧開始處設(shè)一個(gè)卸荷槽〔’3J。車軸模型如圖1一3所示。破破悶,1書 書 書書書 書 書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書 書 書書書 書于、L,,匕 匕‘ ‘ ‘ ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘尹戶----~--一一一 ~-------------------- }}}}}}}}}}}十.‘已 JJJlllllllll JJJJJJJJJ‘聲‘.確
2.2.1彈性變形狀態(tài)下過盈配合的計(jì)算方法塑性區(qū)圖2一l配合面受力狀態(tài)圖2一2部分材料進(jìn)入塑性變形狀態(tài)過盈配合聯(lián)接中,配合面間的受力狀態(tài)如圖2一1所示。根據(jù)一般機(jī)械制造中的實(shí)際使用情況,聯(lián)接中包容件與被包容件的長(zhǎng)度相等,并且在沿配合面軸線方向的全長(zhǎng)中,過盈量是相等且均勻的,即沿配合面全長(zhǎng)的變形和應(yīng)力均是相等且均勻分布的。同時(shí),
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]過盈量在輪對(duì)壓裝中的重要性分析[J]. 張忠. 機(jī)械工程師. 2010(01)
[2]車軸設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)軸轂配合接觸壓力影響的研究[J]. 楊廣雪,謝基龍,周素霞,肖楠,謝云葉. 鐵道學(xué)報(bào). 2009(03)
[3]工藝參數(shù)對(duì)空心車軸鍛造成形的影響[J]. 秦敏,李繼光,房娃,劉建生. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2008(16)
[4]圓柱面過盈連接的應(yīng)力分析[J]. 李偉建,潘存云. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2008(03)
[5]新型空心火車車軸重要結(jié)構(gòu)參數(shù)有限元分析[J]. 廖焰,劉建生,陳慧琴. 太原科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(06)
[6]基于有限元的輪對(duì)強(qiáng)度計(jì)算及評(píng)定[J]. 田合強(qiáng),王建斌,鄔平波. 機(jī)械. 2007(05)
[7]重載車輪對(duì)機(jī)械性能要求的研究[J]. 安濤,李勝祗,李小宇,張斌. 鐵道車輛. 2006(11)
[8]接觸條件下組合結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析[J]. 談卓君,廖日東,左正興,向建華. 機(jī)械強(qiáng)度. 2006(05)
[9]基于靜力子結(jié)構(gòu)技術(shù)對(duì)輪軸接觸下車輪的強(qiáng)度分析[J]. 周張義,米彩盈,李芾. 內(nèi)燃機(jī)車. 2006(09)
[10]輪軸過盈聯(lián)接有限元分析[J]. 章巧芳,賈虹. 機(jī)械強(qiáng)度. 2006(04)
博士論文
[1]基于有限元帶扣環(huán)輪對(duì)機(jī)械特性研究及應(yīng)用[D]. 文漢云.武漢理工大學(xué) 2007
[2]加裝扣環(huán)機(jī)車輪對(duì)的力學(xué)行為研究[D]. 黃繼雄.武漢理工大學(xué) 2006
[3]機(jī)車車輛/軌道系統(tǒng)垂耦合動(dòng)力學(xué)有限元分析的研究[D]. 全玉云.鐵道部科學(xué)研究院 2000
碩士論文
[1]C70鐵路貨車輪—軸疲勞可靠性分析[D]. 馮明飛.西南交通大學(xué) 2009
[2]鐵道車輛輪對(duì)摩擦定位特性研究[D]. 羅曦春.西南交通大學(xué) 2008
[3]軌道車輛車軸的成形設(shè)備及工藝研究[D]. 王廣杰.吉林大學(xué) 2008
[4]考慮輪對(duì)彈性時(shí)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與仿真分析[D]. 萬鵬.西南交通大學(xué) 2008
[5]840D貨車車輪輻板孔疲勞裂紋擴(kuò)展仿真[D]. 王冬.北京交通大學(xué) 2006
[6]機(jī)車輪對(duì)有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 孫玲芳.大連交通大學(xué) 2005
[7]機(jī)車輪對(duì)輪箍加裝扣環(huán)方案的力學(xué)性能分析[D]. 張偉.武漢理工大學(xué) 2005
[8]輪對(duì)加裝扣環(huán)方案的結(jié)構(gòu)及溫度場(chǎng)分析[D]. 衛(wèi)凌云.武漢理工大學(xué) 2005
[9]隨機(jī)載荷作用下的貨車車軸疲勞可靠性研究[D]. 梁紅琴.西南交通大學(xué) 2004
[10]鐵路輪軌接觸應(yīng)力數(shù)值分析[D]. 齊效文.燕山大學(xué) 2002
本文編號(hào):3057775
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
車輪模型圖及各部分名稱
用的是HESA整體輾鋼車輪,為L(zhǎng)M型踏面及S型輻板,外圈為輪輛,內(nèi)圈為輪毅,輪毅與輪惘之間是輻板等組成,輻板上的圓孔是供加工和吊裝用的工藝孔,車輪模型如圖1一2所示。車輪是鐵道車輛所有零件中最基本的零件,它不僅要承受輪軌之間垂直、橫向動(dòng)作用力和摩擦力,而且還要承受踏面制動(dòng)時(shí)的熱負(fù)荷。車輪具有載重、導(dǎo)向、傳遞制動(dòng)力和牽引力的功能,其運(yùn)用條件十分惡劣,經(jīng)常發(fā)生擦傷、剝離、熱裂和疲勞損壞等情況。車輪的好壞對(duì)行車安全具有十分重大的影響?装遢v輻毅輪輪輻板孔輪毅一圖1一2車輪模型圖及各部分名稱3.車軸車軸分軸頸、軸身、輪座、齒輪座等部分。車軸的主要變形是橫向彎曲。輪座部分由于嵌入車輪而引起應(yīng)力。以及由于摩擦腐蝕的影響。所以它的直徑要設(shè)計(jì)的大一些。為了降低車軸直徑變化區(qū)域的應(yīng)力集中,而采用具有一定半徑的圓角來平緩過渡。為了減小由于裝入滾動(dòng)軸承而產(chǎn)生的應(yīng)力集中,在軸頸后部的過渡圓弧開始處設(shè)一個(gè)卸荷槽〔’3J。車軸模型如圖1一3所示。破破悶,1書 書 書書書 書 書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書書 書 書書書 書于、L,,匕 匕‘ ‘ ‘ ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘尹戶----~--一一一 ~-------------------- }}}}}}}}}}}十.‘已 JJJlllllllll JJJJJJJJJ‘聲‘.確
2.2.1彈性變形狀態(tài)下過盈配合的計(jì)算方法塑性區(qū)圖2一l配合面受力狀態(tài)圖2一2部分材料進(jìn)入塑性變形狀態(tài)過盈配合聯(lián)接中,配合面間的受力狀態(tài)如圖2一1所示。根據(jù)一般機(jī)械制造中的實(shí)際使用情況,聯(lián)接中包容件與被包容件的長(zhǎng)度相等,并且在沿配合面軸線方向的全長(zhǎng)中,過盈量是相等且均勻的,即沿配合面全長(zhǎng)的變形和應(yīng)力均是相等且均勻分布的。同時(shí),
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]過盈量在輪對(duì)壓裝中的重要性分析[J]. 張忠. 機(jī)械工程師. 2010(01)
[2]車軸設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)軸轂配合接觸壓力影響的研究[J]. 楊廣雪,謝基龍,周素霞,肖楠,謝云葉. 鐵道學(xué)報(bào). 2009(03)
[3]工藝參數(shù)對(duì)空心車軸鍛造成形的影響[J]. 秦敏,李繼光,房娃,劉建生. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2008(16)
[4]圓柱面過盈連接的應(yīng)力分析[J]. 李偉建,潘存云. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2008(03)
[5]新型空心火車車軸重要結(jié)構(gòu)參數(shù)有限元分析[J]. 廖焰,劉建生,陳慧琴. 太原科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(06)
[6]基于有限元的輪對(duì)強(qiáng)度計(jì)算及評(píng)定[J]. 田合強(qiáng),王建斌,鄔平波. 機(jī)械. 2007(05)
[7]重載車輪對(duì)機(jī)械性能要求的研究[J]. 安濤,李勝祗,李小宇,張斌. 鐵道車輛. 2006(11)
[8]接觸條件下組合結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析[J]. 談卓君,廖日東,左正興,向建華. 機(jī)械強(qiáng)度. 2006(05)
[9]基于靜力子結(jié)構(gòu)技術(shù)對(duì)輪軸接觸下車輪的強(qiáng)度分析[J]. 周張義,米彩盈,李芾. 內(nèi)燃機(jī)車. 2006(09)
[10]輪軸過盈聯(lián)接有限元分析[J]. 章巧芳,賈虹. 機(jī)械強(qiáng)度. 2006(04)
博士論文
[1]基于有限元帶扣環(huán)輪對(duì)機(jī)械特性研究及應(yīng)用[D]. 文漢云.武漢理工大學(xué) 2007
[2]加裝扣環(huán)機(jī)車輪對(duì)的力學(xué)行為研究[D]. 黃繼雄.武漢理工大學(xué) 2006
[3]機(jī)車車輛/軌道系統(tǒng)垂耦合動(dòng)力學(xué)有限元分析的研究[D]. 全玉云.鐵道部科學(xué)研究院 2000
碩士論文
[1]C70鐵路貨車輪—軸疲勞可靠性分析[D]. 馮明飛.西南交通大學(xué) 2009
[2]鐵道車輛輪對(duì)摩擦定位特性研究[D]. 羅曦春.西南交通大學(xué) 2008
[3]軌道車輛車軸的成形設(shè)備及工藝研究[D]. 王廣杰.吉林大學(xué) 2008
[4]考慮輪對(duì)彈性時(shí)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與仿真分析[D]. 萬鵬.西南交通大學(xué) 2008
[5]840D貨車車輪輻板孔疲勞裂紋擴(kuò)展仿真[D]. 王冬.北京交通大學(xué) 2006
[6]機(jī)車輪對(duì)有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 孫玲芳.大連交通大學(xué) 2005
[7]機(jī)車輪對(duì)輪箍加裝扣環(huán)方案的力學(xué)性能分析[D]. 張偉.武漢理工大學(xué) 2005
[8]輪對(duì)加裝扣環(huán)方案的結(jié)構(gòu)及溫度場(chǎng)分析[D]. 衛(wèi)凌云.武漢理工大學(xué) 2005
[9]隨機(jī)載荷作用下的貨車車軸疲勞可靠性研究[D]. 梁紅琴.西南交通大學(xué) 2004
[10]鐵路輪軌接觸應(yīng)力數(shù)值分析[D]. 齊效文.燕山大學(xué) 2002
本文編號(hào):3057775
本文鏈接:http://sikaile.net/jixiegongchenglunwen/3057775.html
最近更新
教材專著