【摘要】：為適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要,近幾年,鐵路運輸以提高速度、增加密度、擴大重載為重點,大力挖潛提效,實現(xiàn)了一系列新突破。但是,鐵路運輸交通事故因螺栓疲勞破壞仍有發(fā)生。因此,研究鋼軌螺栓疲勞破壞具有較大的現(xiàn)實意義。 普通三角形螺紋根部應(yīng)力集中較大,嚴(yán)重影響了螺栓的疲勞壽命。因此,減少螺紋根部應(yīng)力集中、改善應(yīng)力分布是提高螺栓疲勞壽命的主要途徑。 本論文針對鋼軌螺栓的疲勞破壞,著重從以下幾個方面進行了研究: 1.應(yīng)用疲勞理論以及有限元法對鋼軌螺栓的疲勞破壞進行了理論分析,從而得出普通鋼軌螺栓疲勞破壞的主要原因是螺栓螺紋根部應(yīng)力集中較為嚴(yán)重,各螺紋根部應(yīng)力分布不均勻。 2.針對鋼軌螺栓的疲勞破壞的原因,對普通三角形鋼軌螺栓進行結(jié)構(gòu)上改進,提出增加螺紋根部圓角半徑,改變螺紋高度,改變螺母外形結(jié)構(gòu)等方法。 3.應(yīng)用通用CAE分析軟件ANSYS對改進后的新型鋼軌螺栓、螺母進行結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析,結(jié)果表明新型結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布較為合理、最大軸向應(yīng)力明顯降低。 4.應(yīng)用長春試驗機研究所研制的200KN電液伺服試驗機對鋼軌螺栓進行疲勞試驗,試驗表明新型螺栓具有較高的疲勞壽命。 5.為提高工程技術(shù)人員對螺栓強度、疲勞壽命分析的效率,減輕工作強度,開發(fā)了基予APDL的螺栓有限元分析程序。
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TH131.3
【圖文】：

用分布載荷尸I代替被聯(lián)接件對螺母的作用，其施加載荷后的有限元模型如圖3.8所示(圖.38水平向左Y軸正向，豎直向上X軸正向)。圖.38施加邊界條件與載荷123理論計算結(jié)果接觸分析時，在圖3.8所示的有限元模型上施加Pl=l.96MPa的分布載荷，計算的螺紋根部軸向應(yīng)力分布云圖如圖3.9()a所示，Msis應(yīng)力分布矢量圖如圖.39(b)所示，接觸分析后在軸向的變形圖如圖3.10所示。需要說明的是在圖3.10中，ANSYS程序?qū)ψ冃谓Y(jié)果做了一定的夸大，這種變形結(jié)果并不代表實際情況，只是一種變形的趨勢。

接觸分析時，在圖3.8所示的有限元模型上施加Pl=l.96MPa的分布載荷，計算的螺紋根部軸向應(yīng)力分布云圖如圖3.9()a所示，Msis應(yīng)力分布矢量圖如圖.39(b)所示，接觸分析后在軸向的變形圖如圖3.10所示。需要說明的是在圖3.10中，ANSYS程序?qū)ψ冃谓Y(jié)果做了一定的夸大，這種變形結(jié)果并不代表實際情況，只是一種變形的趨勢。

(a)R==0.1(b)R=0.3圖.314軸向應(yīng)力分布云圖將接觸對上螺紋根部的軸向應(yīng)力分布用坐標(biāo)圖線來表示，如圖3.巧所圖中各線分別計為No.o，No.l，No·2，No·3，No·4。:RO.O=RO取0.230乃20.山盔、只倒袒辭1510胎0.3=RO.4.~~~氣23456789螺紋位置/MPa圖3.15不同圓角半徑應(yīng)力分布比較圖

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本文編號：2768370