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试验研究 铁道车辆 第45卷第12期2007年12月 文章编号：1002—7602(2007】12 0001—03 25 t轴重重载货车车轮强度分析 王宏林，李 芾，黄运华 (西南交通大学 机械工程学院，四川 成都 610031) 摘 要：根据 UIC和欧洲EN的有关标准确定车轮的机械载荷及载荷工况，考虑到轮轴过盈配合，计算了25 t轴重 重载货车磨耗到限车轮的应力，并对该车轮进行了静强度和疲劳强度评定。计算结果表明，在机械载荷作用下，25 t轴 重重载货车磨耗到限车轮的静强度和疲劳强度均满足设计要求。 关键词：货车；车轮；静强度；疲劳强度 中图分类号：U27O．1 2 文献标识码：A 车轮作为铁路货车的重要承载部件，其可靠性与 特性，在对称面上施加对称约束，在轴的一个端面上施 列车的安全运行密切相关。随着轴重的增加，对车轮 加全部约束。有限元模型如图1所示。 的静强度和疲劳强度也提出了更加严格的要求。运行 过程中的车轮承受多种复杂的载荷，轮轨间作用力、制 动过程中由摩擦产生的制动热负荷、轮轴间过盈配合、 高速旋转引起的离心力等对车轮的应力分布都有很大 的影响。本文对25 t轴重100 km／h货车车轮进行了 强度分析。在进行车轮强度分析时考虑了轮轴间过盈 配合的影响，使计算结果更接近车轮实际工作情况。 l 研究对象 我国铁路的货运速度由80 km／h左右提高到 100 km／h，车辆轴重也由21 t提高到23 t及25 t，速度和 载重的提高增加了车辆制动功率以及轮轨动作用力， 图1 轮轴单元网格图 对车辆转向架提出了更高的要求。因此，本文以25 t 轴重 100 km／h货车车轮(新型轻量化S形辐板车轮) 2．2 计算工况 为研究对象。该轮新轮直径为 840 mm，磨耗到限时 车轮机械载荷作用位置和方向如图2所示。图 直径为786 mm。由于磨耗到限车轮比新轮的工作环 中，户为转向架轮重，户 一1．25p( 一1，2，3)，H：一 境更加恶劣，故本文对磨耗到限车轮进行了强度分析。 0．7p，H3—0．42p。 铁道车辆轮轴装配采用过盈配合的方式组装，其 过盈量控制在轮毂孔直径的0．8‰～1．5‰之间 ]，本 文取其最大值(过盈量为0．315 ram)。 2 车轮强度分析 2．1 有限元模型 由于车轮结构和载荷是轴对称的，故在分析时选 取结构的二分之一建立有限元模型。模型包括37 722 个节点，33 180个三维实体单元。为考虑模型的几何 图2 车轮机械载荷作用位置和方向 收稿日期：2007—06—08 根据 UIC 510—5：2003《整体车轮技术认证》和 基金项目：教育部高等学校骨干教师资助计划项目 EN 13979—1：2001《铁路应用 轮对和转向架 车轮 技 作者简介：王宏林(1984一)，女，硕士研究生。 · j · 铁道车辆 第45卷第12期2007年 12月 术认证方法第1部分：铸钢和碾钢车轮》，计算工况分 为以下4个： (1)垂直静载荷工况：垂直静载荷 +过盈量A； (2)直线