30t轴重货车车轮热应力分析.pdfVIP

第30卷第6期 铁道机车车辆 V01．30NO．6 I．OC()MOTIVECAR Dec． 2010 2010年12月 RAILWAY 文章编号：1008—7842(2010)06一0029一04 30t轴重货车车轮热应力分析 向 阳。傅茂海，马鹏，刘运兵 (西南交通大学机械工程学院，四川成都610031) 摘 要 热损伤是重载货车车轮失效的主要原因之一。分析了30t轴重货车不同轮径的车轮在紧急制动工况下 的温度场和热应力场。通过分析比较，得出30t轴重货车车轮直径的建议值。 关键词轴重；轮径；温度场；应力场 中图分类号：U272．331+1文献标志码：A 随着我国经济的快速发展，对铁路运输能力的要求 大车轮直径，可以降低轮轨间的接触应力、制动时的热 越来越高。提高车辆的运行速度和增加车辆载重是我 应力和轴承的温升，提高转向架的运行稳定性，延长车 国铁道货物运输发展的方向。多年的实践表明：重载运 轮使用寿命，但也会增加簧下质量，对降低轮轨作用力 输是提高铁路运输能力的一种有效途径。 不利。 实现重载运输有两种基本模式：①扩大列车编组， 利用ANSYS有限元软件，对30t轴重的两种轮径 开行长大货物列车；②增加轴重，研制大型货车。而前 mm和$915ram)的车轮进行紧急制动工况下热 (声840 一种模式受到现有站线长度等客观条件的限制。因而提 t 分析仿真，通过分析、比较仿真结果，期望能得出30 高轴重是提高铁路货物运输能力的主要方式，已被许多 轴重货车适宜的轮径值，为我国研制30t及以上货车 国家采用。 转向架提供理论参考依据。 根据国际重载协会2005年巴西年会的定义，重载 1有限元模型的建立 货车的轴重应在27t以上。目前，国际上货车的最大 闸瓦与车轮踏面摩擦产生的热量为车轮的热源，任 轴重已达40 t级运煤专 t，而我国重载线路上运行的80 意时刻，热量通过闸瓦与车轮踏面接触的部分传向整个 用货车的轴重为25t，转向架采用转K5、转K6和转 车轮，即车轮踏面与闸瓦的摩擦产生的热量并不是在车 t， K7，普通线路上运行的70t级通用货车的轴重为23 轮圆周上同时产生，但是由于车轮的高速转动，可以假 也还有大量的轴重为21t的D轴货车仍在使用，使得 设热量在整个车轮踏面圆周上均匀产生，认为热负荷也 我国货车的轴重与世界上重载运输先进国家相比有较 是轴对称的。根据对称性原则，采用1／2车轮模型进行 大的差距。 分析计算。如图1、图2所示的两种轮径的新轮