轮对结构柔性对车轮辐板疲劳寿命的影响

来源：计算力学学报杂志2015年第3期北京时间：

作者：徐传来,米彩盈

单位：西南交通大学 机械工程学院, 成都 610031,西南交通大学 机械工程学院, 成都 610031

摘要：针对高速动车非轴对称车轮辐板区域随机疲劳寿命问题,分别将轮对视为刚性体和柔性体建立了车辆-轨道系统动力学模型,仿真得到载荷时间历程和轮轨接触点在踏面上的位置时间历程。在三维有限元模型中使用约束方程模拟轮轴过盈配合,使非线性问题线性化,采用准静态叠加法得到应力时间历程。基于临界距离法中的点法,以疲劳破坏临界平面上的正应力为主循环计数参数,剪应力为辅助计数参数进行多轴循环计数,结合Spagnoli法和Miner理论研究了轮对结构柔性和车轴刚度对车轮辐板随机疲劳寿命的影响。研究结果表明,轮对结构柔性对车轮辐板疲劳寿命有较大影响。随着车轴刚度的降低,轮轨接触横向力的幅值显著增大,轮对模态的特征频率和车轮辐板区域的寿命降低。因此,在轮对轻量化设计时,需综合考虑车轴的结构刚度。

关键词：车轮,随机疲劳寿命,动力学,结构柔性,刚度,

基金资助：十一五国家科技支撑计划(2009BAG12A02)资助项目.