快捷货车车轮辐板疲劳强度研究

2011-05-04李志强潘树平周张义

铁道机车车辆 2011年1期

关键词：铁路

李志强,潘树平,周张义

(1 南车眉山车辆有限公司产品开发部,四川眉山620032;2 西南交通大学力学博士后流动站,四川成都610031;3 南车眉山车辆有限公司博士后工作站,四川眉山620032)

车轮是铁道车辆走行部中最重要的承载部件之一,其疲劳强度直接影响车辆运行安全性[1]。当前,我国正加紧研制商业运营速度为160 km/h的快捷货车。随着列车运行速度的提高,轮轨间动作用力将加剧,从而车轮的疲劳服役环境变得更为恶劣,故对其疲劳强度进行分析评估是十分必要的[2]。分别应用欧洲铁路和日本铁路提出的车轮机械设计载荷和载荷工况,基于结构有限元法对快捷货车用非踏面制动车轮进行应力分析,依据 UIC 510-5《Technical approval of solid wheels》标准规定的方法确定车轮辐板区域的疲劳应力状态,按无限寿命准则评估辐板疲劳性能是否满足设计要求。

1 机械设计载荷和载荷工况

对于铁道车辆非踏面制动从动车轮辐板的疲劳强度校核,通常仅考虑轮轨间的垂向和横向载荷作用。在欧洲铁路行业,主要基于UIC 510-5标准[3]规定的机械设计载荷和载荷工况,对车轮辐板进行疲劳强度理论计算校核;日本铁路针对铁道车辆车轮辐板的疲劳强度试验研究,也相应提出了一套机械设计载荷和载荷工况确定方法[4];我国铁路至今尚未建立起必要的技术方法及标准,当前主要是借鉴国际铁路联盟(UIC)和欧洲(EN)等相关设计规范[5-9]。