轮轴过盈配合面的有限元分析
发布时间：2021-03-01 17:10
轮对是机车车辆走行部中最重要的部件之一,轴毂间配合的接触压力,不仅是研究微动损伤的重要参数,而且也是保证轮轴间扭矩的传递、抵抗轮轴相对运动的重要因素。因此,需要对轮轴配合部位的宏观接触应力状态进行研究,为校核零件强度、计算联接传动能力提供依据。本文以眉山车辆厂转K6型转向架所用轮轴结构为研究对象,采用有限元软件ABAQUS对轮轴压装法过盈装配进行模拟计算,应用ABAQUS强大的后置处理功能对轮轴过盈联接后应力的分布、变形的范围、装配时材料的应力变化进行直观的分析,具有十分重要的工程意义。对轮轴压装法过盈装配分别进行了弹性有限元模拟和弹塑性有限元模拟,计算装配过程中产生的应力、应变,确定高应力区的位置,讨论过盈量对轮轴配合面内应力分布及应力集中的影响。计算结果表明,过盈量变大时,车轮和车轴上的应力水平都明显提高,应力集中现象也越明显。将两种模拟方法的结果进行对比,可以得知弹塑性有限元法比弹性有限元法更具有指导意义和应用价值。在弹塑性模拟条件下研究车轴空心度对过盈装配所产生的影响,分析车轮与车轴的等效应力和接触应力的分布规律及轮轴塑性变形的特点,并将实心轴、平直型空心轴与扩大型空心轴压装后...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车轮模型图及各部分名称
用的是HESA整体辗钢车轮，为LM型踏面及S型辐板，外圈为轮辆，内圈为轮毅，轮毅与轮惘之间是辐板等组成，辐板上的圆孔是供加工和吊装用的工艺孔，车轮模型如图1一2所示。车轮是铁道车辆所有零件中最基本的零件，它不仅要承受轮轨之间垂直、横向动作用力和摩擦力，而且还要承受踏面制动时的热负荷。车轮具有载重、导向、传递制动力和牵引力的功能，其运用条件十分恶劣，经常发生擦伤、剥离、热裂和疲劳损坏等情况。车轮的好坏对行车安全具有十分重大的影响。孔板辆辐毅轮轮辐板孔轮毅一图1一2车轮模型图及各部分名称3.车轴车轴分轴颈、轴身、轮座、齿轮座等部分。车轴的主要变形是横向弯曲。轮座部分由于嵌入车轮而引起应力。以及由于摩擦腐蚀的影响。所以它的直径要设计的大一些。为了降低车轴直径变化区域的应力集中，而采用具有一定半径的圆角来平缓过渡。为了减小由于装入滚动轴承而产生的应力集中，在轴颈后部的过渡圆弧开始处设一个卸荷槽〔’3J。车轴模型如图1一3所示。破破闷，1书 书 书书书 书 书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书 书 书书书 书于、L，，匕 匕‘ ‘ ‘ ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘尹户----~--一一一 ~-------------------- }}}}}}}}}}}十.‘已 JJJlllllllll JJJJJJJJJ‘声‘.确
2.2.1弹性变形状态下过盈配合的计算方法塑性区图2一l配合面受力状态图2一2部分材料进入塑性变形状态过盈配合联接中，配合面间的受力状态如图2一1所示。根据一般机械制造中的实际使用情况，联接中包容件与被包容件的长度相等，并且在沿配合面轴线方向的全长中，过盈量是相等且均匀的，即沿配合面全长的变形和应力均是相等且均匀分布的。同时，
【参考文献】：
期刊论文
[1]过盈量在轮对压装中的重要性分析[J]. 张忠. 机械工程师. 2010(01)
[2]车轴设计参数对轴毂配合接触压力影响的研究[J]. 杨广雪,谢基龙,周素霞,肖楠,谢云叶. 铁道学报. 2009(03)
[3]工艺参数对空心车轴锻造成形的影响[J]. 秦敏,李继光,房娃,刘建生. 科技情报开发与经济. 2008(16)
[4]圆柱面过盈连接的应力分析[J]. 李伟建,潘存云. 机械科学与技术. 2008(03)
[5]新型空心火车车轴重要结构参数有限元分析[J]. 廖焰,刘建生,陈慧琴. 太原科技大学学报. 2007(06)
[6]基于有限元的轮对强度计算及评定[J]. 田合强,王建斌,邬平波. 机械. 2007(05)
[7]重载车轮对机械性能要求的研究[J]. 安涛,李胜祗,李小宇,张斌. 铁道车辆. 2006(11)
[8]接触条件下组合结构的动力学分析[J]. 谈卓君,廖日东,左正兴,向建华. 机械强度. 2006(05)
[9]基于静力子结构技术对轮轴接触下车轮的强度分析[J]. 周张义,米彩盈,李芾. 内燃机车. 2006(09)
[10]轮轴过盈联接有限元分析[J]. 章巧芳,贾虹. 机械强度. 2006(04)
博士论文
[1]基于有限元带扣环轮对机械特性研究及应用[D]. 文汉云.武汉理工大学 2007
[2]加装扣环机车轮对的力学行为研究[D]. 黄继雄.武汉理工大学 2006
[3]机车车辆/轨道系统垂耦合动力学有限元分析的研究[D]. 全玉云.铁道部科学研究院 2000
硕士论文
[1]C70铁路货车轮—轴疲劳可靠性分析[D]. 冯明飞.西南交通大学 2009
[2]铁道车辆轮对摩擦定位特性研究[D]. 罗曦春.西南交通大学 2008
[3]轨道车辆车轴的成形设备及工艺研究[D]. 王广杰.吉林大学 2008
[4]考虑轮对弹性时车辆系统动力学建模与仿真分析[D]. 万鹏.西南交通大学 2008
[5]840D货车车轮辐板孔疲劳裂纹扩展仿真[D]. 王冬.北京交通大学 2006
[6]机车轮对有限元分析及优化设计[D]. 孙玲芳.大连交通大学 2005
[7]机车轮对轮箍加装扣环方案的力学性能分析[D]. 张伟.武汉理工大学 2005
[8]轮对加装扣环方案的结构及温度场分析[D]. 卫凌云.武汉理工大学 2005
[9]随机载荷作用下的货车车轴疲劳可靠性研究[D]. 梁红琴.西南交通大学 2004
[10]铁路轮轨接触应力数值分析[D]. 齐效文.燕山大学 2002
本文编号：3057775
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车轮模型图及各部分名称
用的是HESA整体辗钢车轮，为LM型踏面及S型辐板，外圈为轮辆，内圈为轮毅，轮毅与轮惘之间是辐板等组成，辐板上的圆孔是供加工和吊装用的工艺孔，车轮模型如图1一2所示。车轮是铁道车辆所有零件中最基本的零件，它不仅要承受轮轨之间垂直、横向动作用力和摩擦力，而且还要承受踏面制动时的热负荷。车轮具有载重、导向、传递制动力和牵引力的功能，其运用条件十分恶劣，经常发生擦伤、剥离、热裂和疲劳损坏等情况。车轮的好坏对行车安全具有十分重大的影响。孔板辆辐毅轮轮辐板孔轮毅一图1一2车轮模型图及各部分名称3.车轴车轴分轴颈、轴身、轮座、齿轮座等部分。车轴的主要变形是横向弯曲。轮座部分由于嵌入车轮而引起应力。以及由于摩擦腐蚀的影响。所以它的直径要设计的大一些。为了降低车轴直径变化区域的应力集中，而采用具有一定半径的圆角来平缓过渡。为了减小由于装入滚动轴承而产生的应力集中，在轴颈后部的过渡圆弧开始处设一个卸荷槽〔’3J。车轴模型如图1一3所示。破破闷，1书 书 书书书 书 书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书书 书 书书书 书于、L，，匕 匕‘ ‘ ‘ ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘尹户----~--一一一 ~-------------------- }}}}}}}}}}}十.‘已 JJJlllllllll JJJJJJJJJ‘声‘.确
2.2.1弹性变形状态下过盈配合的计算方法塑性区图2一l配合面受力状态图2一2部分材料进入塑性变形状态过盈配合联接中，配合面间的受力状态如图2一1所示。根据一般机械制造中的实际使用情况，联接中包容件与被包容件的长度相等，并且在沿配合面轴线方向的全长中，过盈量是相等且均匀的，即沿配合面全长的变形和应力均是相等且均匀分布的。同时，
【参考文献】：
期刊论文
[1]过盈量在轮对压装中的重要性分析[J]. 张忠. 机械工程师. 2010(01)
[2]车轴设计参数对轴毂配合接触压力影响的研究[J]. 杨广雪,谢基龙,周素霞,肖楠,谢云叶. 铁道学报. 2009(03)
[3]工艺参数对空心车轴锻造成形的影响[J]. 秦敏,李继光,房娃,刘建生. 科技情报开发与经济. 2008(16)
[4]圆柱面过盈连接的应力分析[J]. 李伟建,潘存云. 机械科学与技术. 2008(03)
[5]新型空心火车车轴重要结构参数有限元分析[J]. 廖焰,刘建生,陈慧琴. 太原科技大学学报. 2007(06)
[6]基于有限元的轮对强度计算及评定[J]. 田合强,王建斌,邬平波. 机械. 2007(05)
[7]重载车轮对机械性能要求的研究[J]. 安涛,李胜祗,李小宇,张斌. 铁道车辆. 2006(11)
[8]接触条件下组合结构的动力学分析[J]. 谈卓君,廖日东,左正兴,向建华. 机械强度. 2006(05)
[9]基于静力子结构技术对轮轴接触下车轮的强度分析[J]. 周张义,米彩盈,李芾. 内燃机车. 2006(09)
[10]轮轴过盈联接有限元分析[J]. 章巧芳,贾虹. 机械强度. 2006(04)
博士论文
[1]基于有限元带扣环轮对机械特性研究及应用[D]. 文汉云.武汉理工大学 2007
[2]加装扣环机车轮对的力学行为研究[D]. 黄继雄.武汉理工大学 2006
[3]机车车辆/轨道系统垂耦合动力学有限元分析的研究[D]. 全玉云.铁道部科学研究院 2000
硕士论文
[1]C70铁路货车轮—轴疲劳可靠性分析[D]. 冯明飞.西南交通大学 2009
[2]铁道车辆轮对摩擦定位特性研究[D]. 罗曦春.西南交通大学 2008
[3]轨道车辆车轴的成形设备及工艺研究[D]. 王广杰.吉林大学 2008
[4]考虑轮对弹性时车辆系统动力学建模与仿真分析[D]. 万鹏.西南交通大学 2008
[5]840D货车车轮辐板孔疲劳裂纹扩展仿真[D]. 王冬.北京交通大学 2006
[6]机车轮对有限元分析及优化设计[D]. 孙玲芳.大连交通大学 2005
[7]机车轮对轮箍加装扣环方案的力学性能分析[D]. 张伟.武汉理工大学 2005
[8]轮对加装扣环方案的结构及温度场分析[D]. 卫凌云.武汉理工大学 2005
[9]随机载荷作用下的货车车轴疲劳可靠性研究[D]. 梁红琴.西南交通大学 2004
[10]铁路轮轨接触应力数值分析[D]. 齐效文.燕山大学 2002
本文编号：3057775
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