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动车组车轮薄轮缘旋修廓形轮缘强度分析
1
作者
刘顺稳
尹利钧
+1 位作者
赵鑫
温泽峰
《铁道机车车辆》
北大核心
2024年第5期116-124,共9页
面对工程中最小轮缘厚度多依据经验确定的现状,利用ANSYS建立了考虑CR400AF型动车组车轮薄轮缘旋修廓形的三维轮轨静态接触有限元模型,钢轨选用CN60,轮径取极小值850 mm,轮轨载荷取自UIC 510-2020标准。分析了不同横移、载荷下的轮轨接...
面对工程中最小轮缘厚度多依据经验确定的现状,利用ANSYS建立了考虑CR400AF型动车组车轮薄轮缘旋修廓形的三维轮轨静态接触有限元模型,钢轨选用CN60,轮径取极小值850 mm,轮轨载荷取自UIC 510-2020标准。分析了不同横移、载荷下的轮轨接触状态,对比了22.0、26.0、32.9 mm这3种典型轮缘厚度下轮辋和轮缘内应力分布。重点分析设计廓形接触和磨耗后共形接触条件下,轮缘贴靠和道岔通过时轮缘内部应力场分布特征,及其最大应力的幅值和发生位置,总结了特征应力随轮缘厚度的变化规律。以车轮360 MPa的许用应力作为评判准则,发现工程中采用的轮缘最薄22.0 mm的车轮轮缘强度有保障。提出了薄轮缘车轮安全评估的接触分析策略,为未来最小轮缘厚度研究奠定了基础,也为现行薄轮缘车轮的运营提供了关键服役应力信息。
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关键词
高速动车组
轮缘磨耗
薄轮缘旋修廓形
轮缘强度
轮轨接触
下载PDF
职称材料
波磨激励下的地铁钢轨滚动接触疲劳裂纹瞬态扩展行为
被引量：
1
2
作者
沈正行
赵鑫
+2 位作者
王平
刘顺稳
温泽峰
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期4552-4561,共10页
针对地铁曲线段钢轨波磨与滚动接触疲劳损伤共存现象,在ANSYS/LS-DYNA软件中建立了采用显式时间积分的瞬态有限元模型,分析钢轨短波波磨对其上滚动接触疲劳裂纹瞬态扩展行为的影响。以我国某地铁R450 m圆曲线段低轨损伤为例,考虑21条长...
针对地铁曲线段钢轨波磨与滚动接触疲劳损伤共存现象,在ANSYS/LS-DYNA软件中建立了采用显式时间积分的瞬态有限元模型,分析钢轨短波波磨对其上滚动接触疲劳裂纹瞬态扩展行为的影响。以我国某地铁R450 m圆曲线段低轨损伤为例,考虑21条长度15 mm、深度3 mm、倾角30°且等间距分布的半椭圆形裂纹,波长30 mm、波深范围为0.03~0.09 mm的典型短波波磨,分析在速度67.6 km/h、摩擦因数0.5和牵引系数0.1等条件下,导向轮对通过时低轨侧瞬态滚动接触行为和裂纹群瞬态扩展行为。结果表明:裂纹群对轮轨接触产生持续周期性激励,且造成法、切向动态轮轨力波动幅值远低于典型短波波磨;处于波磨激励下动态加载时段内的裂纹,其最大裂尖动态应力强度因子较无波磨工况更大,而在减载时段内则相对更小,整个裂纹群的动态应力强度因子结果呈现出与波磨几何相对应的周期性波动;当波深增加时,最大裂尖动态应力强度因子也相应增大。在波长30 mm、波深0.09 mm的波磨激励下,裂纹群内的等效动态应力强度因子最大值较无波磨工况增加了34.4%,采用文献中报道的裂纹稳态扩展速率Paris公式发现,对应裂纹扩展速率增加了179.3%。这意味着波磨会显著加速钢轨滚动接触疲劳裂纹的扩展速率,增加断轨风险,现场必须对波磨区段内的钢轨滚动接触疲劳裂纹给予高度重视。
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关键词
地铁波磨
滚动接触疲劳
瞬态接触载荷
动态应力强度因子
裂纹扩展速率
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职称材料
题名
动车组车轮薄轮缘旋修廓形轮缘强度分析
1
作者
刘顺稳
尹利钧
赵鑫
温泽峰
机构
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
出处
《铁道机车车辆》
北大核心
2024年第5期116-124,共9页
基金
国家自然科学基金(51675444)
四川省国际科技创新合作项目(2021YFH0006)
牵引动力国家重点实验室自主课题(2022TPL_T06)。
文摘
面对工程中最小轮缘厚度多依据经验确定的现状,利用ANSYS建立了考虑CR400AF型动车组车轮薄轮缘旋修廓形的三维轮轨静态接触有限元模型,钢轨选用CN60,轮径取极小值850 mm,轮轨载荷取自UIC 510-2020标准。分析了不同横移、载荷下的轮轨接触状态,对比了22.0、26.0、32.9 mm这3种典型轮缘厚度下轮辋和轮缘内应力分布。重点分析设计廓形接触和磨耗后共形接触条件下,轮缘贴靠和道岔通过时轮缘内部应力场分布特征,及其最大应力的幅值和发生位置,总结了特征应力随轮缘厚度的变化规律。以车轮360 MPa的许用应力作为评判准则,发现工程中采用的轮缘最薄22.0 mm的车轮轮缘强度有保障。提出了薄轮缘车轮安全评估的接触分析策略,为未来最小轮缘厚度研究奠定了基础,也为现行薄轮缘车轮的运营提供了关键服役应力信息。
关键词
高速动车组
轮缘磨耗
薄轮缘旋修廓形
轮缘强度
轮轨接触
Keywords
High-speed EMU
flange wear
thin flange turning profile
flange strength
wheel-rail contact
分类号
U266 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
波磨激励下的地铁钢轨滚动接触疲劳裂纹瞬态扩展行为
被引量：
1
2
作者
沈正行
赵鑫
王平
刘顺稳
温泽峰
机构
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期4552-4561,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52002343)
四川省国际科技创新合作项目(2021YFH0006,2020YFQ0024)
牵引动力国家重点实验室自主课题项目(2022TPL-T06)。
文摘
针对地铁曲线段钢轨波磨与滚动接触疲劳损伤共存现象,在ANSYS/LS-DYNA软件中建立了采用显式时间积分的瞬态有限元模型,分析钢轨短波波磨对其上滚动接触疲劳裂纹瞬态扩展行为的影响。以我国某地铁R450 m圆曲线段低轨损伤为例,考虑21条长度15 mm、深度3 mm、倾角30°且等间距分布的半椭圆形裂纹,波长30 mm、波深范围为0.03~0.09 mm的典型短波波磨,分析在速度67.6 km/h、摩擦因数0.5和牵引系数0.1等条件下,导向轮对通过时低轨侧瞬态滚动接触行为和裂纹群瞬态扩展行为。结果表明:裂纹群对轮轨接触产生持续周期性激励,且造成法、切向动态轮轨力波动幅值远低于典型短波波磨;处于波磨激励下动态加载时段内的裂纹,其最大裂尖动态应力强度因子较无波磨工况更大,而在减载时段内则相对更小,整个裂纹群的动态应力强度因子结果呈现出与波磨几何相对应的周期性波动;当波深增加时,最大裂尖动态应力强度因子也相应增大。在波长30 mm、波深0.09 mm的波磨激励下,裂纹群内的等效动态应力强度因子最大值较无波磨工况增加了34.4%,采用文献中报道的裂纹稳态扩展速率Paris公式发现,对应裂纹扩展速率增加了179.3%。这意味着波磨会显著加速钢轨滚动接触疲劳裂纹的扩展速率,增加断轨风险,现场必须对波磨区段内的钢轨滚动接触疲劳裂纹给予高度重视。
关键词
地铁波磨
滚动接触疲劳
瞬态接触载荷
动态应力强度因子
裂纹扩展速率
Keywords
metro corrugation
rolling contact fatigue
transient contact loading
dynamic stress intensity factors
crack propagation rate
分类号
U213.42 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
动车组车轮薄轮缘旋修廓形轮缘强度分析
刘顺稳
尹利钧
赵鑫
温泽峰
《铁道机车车辆》
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
波磨激励下的地铁钢轨滚动接触疲劳裂纹瞬态扩展行为
沈正行
赵鑫
王平
刘顺稳
温泽峰
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
已选择
0
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