高速動車組的運(yùn)行速度越來越快,線路環(huán)境越來越嚴(yán)酷,而車輪是高速動車組關(guān)鍵零部件之一,對其安全性和可靠性的要求也越來越高。疲勞損傷作為車輪重要損傷形式之一,對車輪的壽命起著決定性作用。為保證車輪的疲勞性能滿足使用條件,最大限度利用車輪,需要研究車輪的疲勞可靠性,且需要在滿足疲勞可靠性前提下制定出車輪鏇修策略,為延長車輪使用壽命提供依據(jù)。利用CRH5型動車組及哈大線鐵軌的各項(xiàng)參數(shù),考慮低溫條件對CRH5型動車組轉(zhuǎn)向架懸掛的影響,建立車輛-軌道動力學(xué)模型,獲得三種典型工況下車輪載荷譜;建立輪軌接觸有限元模型,分析不同載荷下車輪的應(yīng)力響應(yīng),確定車輪危險點(diǎn)位置及應(yīng)力隨載荷變化的規(guī)律;提取車輪危險點(diǎn)同圓周上的點(diǎn),得到車輪旋轉(zhuǎn)一周時危險點(diǎn)應(yīng)力歷程。利用載荷與應(yīng)力的近似線性關(guān)系,對載荷與應(yīng)力進(jìn)行線性回歸處理,得到車輪危險點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力。利用Goodman平均應(yīng)力修正方法對危險點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)行修正,得到車輪危險點(diǎn)等效應(yīng)力幅;利用材料S-N特性曲線將應(yīng)力轉(zhuǎn)換為等效損傷,得到三種工況下對應(yīng)的等效損傷分布。利用中心極限定理及樣本均值的抽樣分布計(jì)算出車輪疲勞可靠性。利用鏇修時危險點(diǎn)移動路徑上的點(diǎn)為研究對象,計(jì)算各點(diǎn)在鏇... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

998年德國高速列車脫軌事故

高速鐵路已經(jīng)覆蓋了我國大部分地區(qū)。我國的歐亞高鐵、中亞高鐵以及泛亞高鐵戰(zhàn)略計(jì)劃己經(jīng)初具雛形，這意味著我國高速鐵路已開始走向國際化[1, 2]。在享受高速鐵路帶來便利的同時不能忽略其安全問題。1998 年，當(dāng)時世界上最快的、以舒適、豪華、安全而聞名世界的德國 ICE884 次高速列車發(fā)生了特別嚴(yán)重的列車脫軌事故。當(dāng)時車上載有上百名乘客，在運(yùn)行至距漢諾威東北方向附近的小鎮(zhèn)埃舍德時，以高達(dá) 200km/h 的速度沖出軌道并撞在了橋梁，列車被完全摧毀，造成 101 人死亡（圖 1）；2005 年，日本一輛列車在曲線軌道上未及時減速導(dǎo)致出軌事故，造成 107 人死亡，500 多人受傷（圖 2）；2011 年，北京南站開出的D301次列車與杭州站開出的D3115次列車發(fā)生了高速動車組車輛追尾事故。在該次事故中，總共有六節(jié)車廂脫軌，傷亡人數(shù)高達(dá) 200 多人（圖 3）；2015 年，法國一輛高速列車沿高速測試線路行駛經(jīng)過一座橋梁時突然出軌，導(dǎo)致 10 人死亡，32 人受傷（圖 4）。因此研究車輛結(jié)構(gòu)性能，保障列車安全運(yùn)行具有重要意義。

圖 1.3 2011 年中國動車組追尾事故 圖 1.4 2015 年法國高速列車脫軌事故2012 年，我國哈爾濱至大連的客運(yùn)專線（CRH5 型動車組）正式投入使用。這條高速鐵路線路的環(huán)境溫度最低為-40℃，最高達(dá)到+40℃，最高的運(yùn)營速度達(dá)到 300km/h。惡劣的運(yùn)行環(huán)境對車輛的穩(wěn)定性、安全性有著更高的要求，高速動車組車輪的性能直接決定了整車的安全性。因此，開展 CRH5 型動車組車輪疲勞可靠性研究具有重要意義[3]。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 車輪主要損傷形式車輪在行進(jìn)過程中受到摩擦、振動及各類應(yīng)力的綜合作用，車輪上會產(chǎn)生多種表面或內(nèi)部損傷。主要的損傷形式有輪輞疲勞、磨耗、熱損傷、輻板裂紋、踏面剝離及崩裂等。絕大部分損傷都發(fā)生在輪輞、輪緣、輻板和踏面上。如圖 1.5所示[4]。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3438508