列車車輪的滾動接觸疲勞損傷一直是軌道交通的基礎研究問題,車輪踏面剝離和輞裂是疲勞損傷的主要形式,其危害性大,難以預防,是研究輪軌損傷問題的重點。本文結合我國對軌道交通輪軌系統(tǒng)金屬材料服役安全性的要求,采用試驗和仿真相結合的方法,開展了滾動接觸載荷下車輪疲勞裂紋萌生及擴展的研究。首先對疲勞損傷失效的車輪進行斷口觀察和材料性能檢測,研究了其失效機理。車輪發(fā)生剝離和輞裂的斷口形貌具有明顯的疲勞特征,裂紋處微觀結構發(fā)生明顯變化。通過超聲波疲勞試驗機對ER8車輪鋼進行超高周疲勞試驗,得到材料的超高周疲勞性能,對比車輪接觸疲勞損傷和超高周疲勞試樣斷口形貌和微觀結構,進一步分析了車輪疲勞失效機理。車輪輞裂和剝離疲勞損傷失效案例分析表明,車輪發(fā)生剝離和輞裂時的服役里程通常在20～120萬公里之間,循環(huán)次數(shù)超過了 107屬于超高周疲勞范疇,剝離裂紋的萌生區(qū)通常在距踏面10 mm深度以內,輞裂的裂紋萌生區(qū)基本在距踏面10～25 mm深度之間。利用ABAQUS軟件建立的三維輪軌彈塑性滾動接觸有限元模型分析了輪軌接觸應力以及車輪亞表層脆性夾雜物和空穴缺陷對接觸應力的影響。輪軌接觸有限元應力仿真結果表明車輪的最... 

【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－４車輪輞裂示意圖【《１??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｓｈａｔｔｅｒｅｄ?ｒｉｍ?ｏｎ?ｒａｉｌｒｏａｄ?ｗｈｅｅｌ１４１］??

圖１－３車輪疲勞損傷??Ｆｉｇ．?１－３?Ｆａｔｉｇｕｅ?ｄａｍａｇｅ?ｏｆ?ｗｈｅｅｌ??

圖１－６輪軌關系［４４】??ａ）單輪對沿軌道運動：ｂＫ輪軌之間作用力??Ｆｉｇ．?１－６?Ｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌ?ｒｅｌａｔｉｏｎ?［４４］??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于現(xiàn)代智能算法的車輪輻板外形多學科優(yōu)化設計研究[D]. 張燕.北京交通大學 2016
[2]動車組車輪疲勞性能數(shù)值仿真和評定方法研究[D]. 張澎湃.中國鐵道科學研究院 2014
[3]鐵路車輛車輪型面優(yōu)化設計研究[D]. 張劍.西南交通大學 2013
[4]輪軌滾動接觸彈塑性分析及疲勞損傷研究[D]. 肖乾.中國鐵道科學研究院 2012

碩士論文
[1]輪軌材料表面疲勞裂紋形成機理與演變研究[D]. 黃育斌.西南交通大學 2016
[2]高速動車組車輪踏面滾動接觸疲勞的萌生機理研究[D]. 盧純.西南交通大學 2015
[3]車輪參數(shù)化形狀優(yōu)化與疲勞強度研究[D]. 徐傳來.西南交通大學 2009
[4]車輪滾動剝離磨損特性研究[D]. 王文健.西南交通大學 2004



本文編號：2973192