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空心车轴不同深度表面裂纹应力强度因子研究

计算力学学报 2010年第4期27卷 704-710页

作者：周素霞张俊清谢基龙北京建筑工程学院机电与汽车工程学院北京100044 北京交通大学轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心北京100044

分析了空心车轴的旋转弯曲载荷的特点,建立了空心轴表面周向半椭圆裂纹的模型,给出了半椭圆裂纹的构形参数定义,即形状比、深度比和裂纹前缘相对位置。采用四分之一20节点等参退化奇异单元,通过有限元计算,模拟裂纹前沿的应力奇异性。... 详细信息

分析了空心车轴的旋转弯曲载荷的特点,建立了空心轴表面周向半椭圆裂纹的模型,给出了半椭圆裂纹的构形参数定义,即形状比、深度比和裂纹前缘相对位置。采用四分之一20节点等参退化奇异单元,通过有限元计算,模拟裂纹前沿的应力奇异性。在此基础上,计算了裂纹前缘表面点和中心点的应力强度因子随着裂纹扩展深度和旋转角度的变化。计算结果表明,对于给定的裂纹构形,在车轴的一个载荷循环中,裂纹前缘同一相对位置的应力强度因子是不断变化的,不同位置的应力强度因子在达到最大值的角度也是不同的,这就导致了裂纹前缘表面点在一些角度下的扩展是不对称的。这些结果为进一步研究空心轴表面裂纹的扩展路径和寿命提供了参考。

关键词：空心车轴表面裂纹应力强度因子有限元

空心车轴表面裂纹前缘应力强度因子的有限元研究

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工程力学 2009年第3期26卷 43-47,54页

作者：周素霞谢基龙李伟北京交通大学轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

分析了空心车轴的运用载荷,根据所测载荷谱计算了车轴的受力情况。采用四分之一20节点等参退化奇异单元模拟裂纹前沿的应力奇异性。建立了空心车轴表面裂纹扩展的有限元模型,对裂纹前缘进行离散,实现正交扩展,得到不同步扩展的裂纹前缘... 详细信息

分析了空心车轴的运用载荷,根据所测载荷谱计算了车轴的受力情况。采用四分之一20节点等参退化奇异单元模拟裂纹前沿的应力奇异性。建立了空心车轴表面裂纹扩展的有限元模型,对裂纹前缘进行离散,实现正交扩展,得到不同步扩展的裂纹前缘。在此基础上,对裂纹前缘不同位置的应力强度因子进行了计算分析。由此得出不同初始形状裂纹前缘扩展中的应力强度因子分布规律,并与解析方法计算的结果进行比较,二者的结果基本吻合。对进一步研究空心轴表面裂纹的扩展情况提供了参考。

关键词：断裂力学空心车轴表面裂纹:应力强度因子有限元

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楔横轧多楔轧制高铁空心车轴壁厚均匀性

工程科学学报 2015年第5期37卷 648-654页

作者：郑书华束学道孙宝寿彭文飞宁波大学机械工程与力学学院宁波315211 宁波工程学院机械工程学院宁波315211 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室宁波315211

在空心轴楔横轧多楔轧制中,控制壁厚均匀性是衡量车轴成形质量的重要标准.本文先分析空心轴楔横轧多楔轧制的稳定轧制条件,得到了确定空心车轴楔横轧压扁失稳的准则.在此基础上,基于DEFORM-3D软件,建立楔横轧多楔同步轧制高铁空心车轴... 详细信息

在空心轴楔横轧多楔轧制中,控制壁厚均匀性是衡量车轴成形质量的重要标准.本文先分析空心轴楔横轧多楔轧制的稳定轧制条件,得到了确定空心车轴楔横轧压扁失稳的准则.在此基础上,基于DEFORM-3D软件,建立楔横轧多楔同步轧制高铁空心车轴的三维刚塑性有限元模型,分析展宽角、成形角等工艺参数对壁厚均匀性的影响,获得了工艺参数影响轧制空心车轴壁厚变化的规律.结果表明:成形角越大,壁厚均匀性越好;展宽角越大,壁厚均匀性越好,但在展宽角大于10°时,壁厚均匀性反而下降.基于多楔轧制实验,轧制1∶5缩比的空心车轴,测量了轧制力矩和轧制空心轴的壁厚,与仿真结果作比较,相对误差均在10%以内,验证了所建有限元模型的正确性.

关键词：高铁空心车轴楔横轧壁厚均匀性

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高速列车空心车轴国产化的选材和试制

中国铁道科学 2015年第2期36卷 60-67页

作者：朱静顾家琳周惠华刘淑华潘涛王玉玲吴海英武月英施惠基林吉忠汝继来刘韶庆赵雷刘会英蔡明春清华大学材料学院北京100084 钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081 中国铁道科学研究院金属及化学研究所北京100081 山西太钢不锈钢股份有限公司山西太原030003 晋西车轴股份有限公司山西太原030027 清华大学航天航空学院北京100084 南车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 青岛四方车辆研究所有限公司山东青岛266031

通过剖析日本和欧洲（意大利、法国）产的车轴和对照国内外采用的相关技术标准,调研分析国内相关产品生产企业的装备和能力,从国内需求、材料的性价比和加工工艺的可行性等多方面考虑,确定国产高速列车空心车轴采用低合金钢材料和调质... 详细信息

通过剖析日本和欧洲（意大利、法国）产的车轴和对照国内外采用的相关技术标准,调研分析国内相关产品生产企业的装备和能力,从国内需求、材料的性价比和加工工艺的可行性等多方面考虑,确定国产高速列车空心车轴采用低合金钢材料和调质处理的热处理工艺。研发出了具有我国自主知识产权、分别适用于时速200~250和300~350km的国产化EA4T和EA4Tplus钢的空心车轴,其小试样的常规力学性能和疲劳性能均超过解剖的国外同等级车轴,特别是其缺口疲劳性能和低温冲击性能更优,并都通过了全尺寸实物疲劳试验。另外,还成功试制了30NiCrMoV12钢车轴,其成套技术可为今后车轴的选用提供参考。

关键词：高速列车空心车轴国产化低合金钢调质处理

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高速客车空心车轴裂纹扩展特性研究

工程力学 2009年第7期26卷 232-237页

作者：周素霞谢基龙北京交通大学轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心北京100044

分析了动车组车轴的运行环境,运用线路实测车轴动应力得到的载荷谱,对车轴进行有限元计算分析,得出了高速动车组空心车轴截面的应力分布。提出了车轴的超高周疲劳特点,同时考虑了硬物冲击或其它原因给车轴造成的意外损伤,而这种损伤很... 详细信息

分析了动车组车轴的运行环境,运用线路实测车轴动应力得到的载荷谱,对车轴进行有限元计算分析,得出了高速动车组空心车轴截面的应力分布。提出了车轴的超高周疲劳特点,同时考虑了硬物冲击或其它原因给车轴造成的意外损伤,而这种损伤很容易发展成为车轴表面裂纹。根据无损探测的发展情况,提出了初始裂纹尺寸。在此基础上,根据线弹性断裂力学理论,研究了车轴表面裂纹的应力强度因子随裂纹尺寸的变化规律,结合疲劳裂纹扩展方程及裂纹扩展门槛值,计算了给定初始裂纹尺寸下的裂纹扩展速率和扩展寿命。得出了不同裂纹扩展到临界长度时的运行里程,给出了空心轴的检修限度的参考值。

关键词：动车组空心车轴载荷疲劳裂纹扩展特性

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空心车轴的手动超声波探伤

无损检测 1996年第1期18卷 16-18页

作者：贾学真大同机车厂 037038

1 空心车轴可能产生的缺陷空心车轴由厚壁无缝钢管坯料加工而成.在其制造过程中可能产生内外表面纵、横向缺陷以及夹杂物和分层等.在使用过程中可能产生横向疲劳裂纹.2 探伤前准备探伤前应根据空心车轴自身的几何形状、缺陷易产生的部... 详细信息

1 空心车轴可能产生的缺陷空心车轴由厚壁无缝钢管坯料加工而成.在其制造过程中可能产生内外表面纵、横向缺陷以及夹杂物和分层等.在使用过程中可能产生横向疲劳裂纹.2 探伤前准备探伤前应根据空心车轴自身的几何形状、缺陷易产生的部位以及缺陷产生的规律和方向来选择探伤方法、探头及对比试块.2.1 空心车轴内外表面纵向缺陷的探伤空心车轴外表面经机诫加工后,应按照有关标准进行磁粉探伤.因此其外表面纵向缺陷不难探出.根据超声横波斜入对法探测其内壁纵向缺陷的条件,斜探头横波进入车轴的折射用β应满足:33°12’车轴壁厚与外径之比当δ/D0.2时,可用波型转换使其产生变形横波,或使用水浸探伤法.空心车轴属δ/D>0.2的情况.

关键词：机车空心车轴超声波探伤

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空心车轴自动加工线数控车床选型及应用

制造技术与机床 2019年第8期 42-45页

作者：刘永彬刘金栋中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程部

根据空心车轴自动化加工生产线加工工艺和布局要求,对生产线配置数控车床的结构、功能及关键尺寸参数等进行选型分析,并简述JVDF650数控车床在空心车轴自动化加工生产线的应用。

关键词：空心车轴自动加工数控车床功能选型应用

工艺参数对多楔轧制空心车轴晶粒尺寸的影响规律

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热加工工艺 2014年第1期43卷 96-99页

作者：俞澎辉束学道彭文飞曾雪磊宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211

空心车轴是高速列车的核心部件,其成形方法与质量直接决定着高铁装备的技术水平。采用多楔轧制空心车轴,建立了材料的微观组织模型,获得了多楔同步轧制空心车轴的热、力和微观组织相互耦合的有限元模型;通过对多楔同步轧制空心车轴的模... 详细信息

空心车轴是高速列车的核心部件,其成形方法与质量直接决定着高铁装备的技术水平。采用多楔轧制空心车轴,建立了材料的微观组织模型,获得了多楔同步轧制空心车轴的热、力和微观组织相互耦合的有限元模型;通过对多楔同步轧制空心车轴的模拟,对轧制初始温度、成形角以及展宽角对晶粒平均尺寸的影响规律进行了系统研究,结果能保证轧件具有均匀细小的晶粒尺寸及良好的力学性能。

关键词：空心车轴楔横轧微观组织工艺参数晶粒尺寸

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我国首台高速动力车空心车轴结构设计及工艺

机械设计 1998年第5期15卷 25-27页

作者：黄志辉西南交通大学机车车辆研究所

１引言车轴是所有机车车辆零部件中最重要的零件之一，其质量好坏直接影响行车安全。高速动力车运行速度快，国家下达的设计任务规定：最高运行速度２５０ｋｍ／ｈ，试验速度２８０ｋｍ／ｈ，为减轻轮轨之间的动作用力，要尽量减轻车轴... 详细信息

１引言车轴是所有机车车辆零部件中最重要的零件之一，其质量好坏直接影响行车安全。高速动力车运行速度快，国家下达的设计任务规定：最高运行速度２５０ｋｍ／ｈ，试验速度２８０ｋｍ／ｈ，为减轻轮轨之间的动作用力，要尽量减轻车轴质量，尤其是簧下质量。在充分考虑我...

关键词：空心车轴疲劳极限轮座疲劳力学性质过渡圆弧半径高速动力车结构设计