铁路EA4T车轴疲劳开裂失效机制及对策
2022-01-10于文坛
铁道机车车辆 2021年6期
关键词:裂纹
陈 刚,蒲 红,丛 韬,张 艳,吴 毅,于文坛
(1 宝武集团马钢轨交材料科技有限公司,安徽马鞍山 243021;2 马钢股份有限公司,安徽马鞍山 243021;3 中国铁道科学研究院集团有限公司 金属及化学研究所,北京 100081)
高铁车轴是保障动车组安全可靠运行的关键部件之一,与车轮通过过盈配合组成轮对,承受机车车辆的全部质量。车轴在运用中的受载状态比较复杂,不仅承受簧上垂向力、制动力和车轮的反作用力,而且承受来自线路的冲击载荷和通过曲线时横向作用于轮缘的导向力,机车车轴还承受牵引力以及驱动装置的反作用力,属于承受疲劳的典型构件[1-6],因此有必要对高铁车轴进行疲劳分析。
车轴疲劳研究中,轮座位置的微动疲劳、车轴表面残余应力和车轴车削工艺研究受到人们关注。杨广雪等研究了车轴轮座部位的微动疲劳,通过试验和有限元仿真研究轴套间过盈量对微动疲劳的影响,过盈量不同导致接触边缘的应力集中不同,摩擦系数和套管长度对接触压力的影响主要体现在接触边缘的应力集中接触界面上的摩擦剪切力及其极限值,均随着过盈量、套管外径或摩擦系数的增加而增加[7-8]。对于S38C车轴,表面淬火后存在残余应力,李益华等研究了残余应力对车轴疲劳性能的影响,包括热锻过程和热处理过程产生的残余应力,通过调控工艺,使残余应力提高车轴疲劳性能[9-11]。此外,于鑫等研究了车削表面完整性对车轴疲劳性能的影响[12-14]。……
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