地铁车轮摆辗成形数值模拟研究

发布时间：2022-01-17 19:12

　　地铁车轮在运输中承担着支撑车体重量,承受车辆全部静、动载荷,传递驱动力、制动力,吸收摩擦热以及散热和保证列车在轨道上的运行和转向的作用,是地铁车辆重要的行走部件。传统模锻-轧制方法制造的车轮,存在偏心严重,形状、尺寸精度低等缺陷,导致车辆不平衡运行,车厢不平稳度增加,还会产生附加力偶降低车轴的寿命。随着运输向重载、高速的发展,急需研究车轮成形新工艺以提高车轮产品质量。摆动辗压是一种适合盘类零件塑性成形的加工技术,具有成形力小、产品质量高、噪音低等优点,在国外已被应用到传统的铁路车辆车轮的生产工艺流程中,并获得了品质良好的车轮产品。本文基于马钢车轮公司实际生产需求选题,针对SH840型地铁车轮,研究探索地铁车轮模锻制坯-摆辗终成形联合生产工艺;借助DEFORM软件平台,对地铁车轮热摆辗成形工艺展开有限元数值模拟研究,探讨车轮摆辗成形的可行性以及预制坯料形状和主要工艺参数的影响,为车轮实际生产及模具设计提供依据。本课题根据SH840型地铁车轮的材质以及形状结构,制定了“水压机定径镦粗→冲孔→摆辗成形”以及“水压机预成形→冲孔→摆辗成形”两种成形方案,并为此分别设计了孔板型坯和辐板减薄型坯各... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：117 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

组合车轮结构示意图

车轮按照用途分为客车轮和货车轮，地铁车辆车轮属式分为组合车轮（图 1.1）和整体车轮（图 1.2）两类环组成，三者在初步成形后通过焊接或螺栓连接辋、轮毂和轮辐采用一次成形的加工方式完成。与全可靠性高且比较经济，而相对于货车，客车对于车因此地铁车轮基本采用整体车轮结构。1-轮心；2-轮箍；3-扣环；图 1.1 组合车轮结构示意图Fig. 1.1 The diagram of combined wheel

也便于加修踏面；轮毂：车轮中心圆周部分，固定在车轴轮座上，是整个车轮；轮辐板：连接轮辋与轮毂的部分，辐板呈曲面状，使车轮具力在传递时较为缓和。车轮按照辐板形状的不同又分为：直辐板车轮、S 型辐板车轮、盆型辐板车轮[6]。目前国内地铁车辆车轮普遍采用 3 种辐板型辐板和双 S 型辐板[7]，如图 1.3 所示。由于地铁在运行过程，会产生大量的摩擦热，因此车轮除了承担车体重量的机械大的热载荷。通过对上述 3 种辐板车轮的抗热裂性能进行对 型辐板车轮抗热裂性能最优，直辐板车轮最差[8]。因此具有 更适合地铁车辆。

【参考文献】：
期刊论文
[1]钒、铬微合金化地铁车轮用ER7钢的生产实践[J]. 李澍.  钢铁钒钛. 2016(04)
[2]广州市轨道交通车辆车轮统型分析及研究[J]. 邓军,贾朋磊.  轨道交通装备与技术. 2016(01)
[3]中国的摆动辗压技术[J]. 胡亚民.  金属加工(热加工). 2016(01)
[4]不同辐板车轮温度场与应力场分析[J]. 查泉波,米彩盈,许东日.  铁道机车车辆. 2015(02)
[5]杭州地铁1号线项目的轮轨硬度匹配及车轮材质选用[J]. 金伟,栾治国,刘小松.  铁道车辆. 2012(07)
[6]火车车轮全模锻数值模拟[J]. 洪明虎,黄志辉,郑泽晔.  机械设计与制造. 2011(07)
[7]我国摆动辗压技术现状及展望(一)[J]. 胡亚民,姚万贵,冯文成.  锻压装备与制造技术. 2011(01)
[8]摆动辗压成形工艺研究现状及发展[J]. 罗征志,曹建国,胡亚民.  锻压技术. 2010(02)
[9]摆辗机的应用概况及其发展趋势[J]. 吴叶彬,黎建平.  精密成形工程. 2010(01)
[10]国内外摆动辗压技术的研究和发展[J]. 伍太宾.  精密成形工程. 2009(03)

博士论文
[1]冷摆辗机摆头运动轨迹与成形力的理论分析及试验研究[D]. 冯文成.机械科学研究总院 2015



本文编号：3595283