HXD3B型大功率機車車輪疲勞強度分析

摘 要:本文對HXD3B型大功率機車車輪(以下簡稱HXD3B型車輪)進行有限元分析，并給出了疲勞強度評定結(jié)果;提出了改進建議。

關(guān)鍵詞:機車 疲勞 有限元

中圖分類號:U264文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098x(2011)04(a)-0113-02

近年來，我國鐵路貨車正快速地向著重載的方向發(fā)展，大功率機車在這方面的重要性日益凸顯。車輪作為大功率機車的一個重要部件，支撐著火車的全部重量，傳遞著牽引力，因此車輪的強度對火車的安全性、穩(wěn)定性和牽引性有著重要的重要。

1 HXD3B型車輪分析

1.1 HXD3B型車輪結(jié)構(gòu)

目前，大功率機車車輪共有7種輪型，輻板采用了4種形式，詳見圖1。輻板形狀對車輪的結(jié)構(gòu)強度和剛度有較大的影響。較小的徑向剛度可使車輪具有較大的彈性，可以改善制動熱負(fù)荷作用下車輪的應(yīng)力狀態(tài)和降低輪軌動作用力;較大的軸向剛度，可減少車輪的軸向變形，改善車輛運行性能，減少爬軌的可能性。HXD3B型車輪采用輻板形狀，上部安裝制動盤，下部分工藝孔用于輪軸反壓檢驗，反壓檢驗時，即通過輻板上的3個工藝孔向外拉車輪來實現(xiàn)的。

1.2 計算數(shù)據(jù)和載荷

①計算數(shù)據(jù)。HXD3B型車輪尺寸按現(xiàn)加工圖紙，有限元分析時取全磨耗車輪直徑1150mm;軸重25t;過盈量0.258mm。

②計算載荷。工況按直線工況、曲線工況和道岔工況3種工況來進行疲勞強度校核，各工況所受載荷如下:

工況1:直線(輪對對中);

工況2:曲線(輪緣靠鋼軌)，

工況3:道岔和道口(輪緣內(nèi)側(cè)面接觸鋼軌)

其中:P為輪載荷，各力在同一斷面的作用位置見:圖1。有限元分析時在車輪n個斷面上施加圖2所示的3個機械載荷工況，構(gòu)成3n個載荷步。……