高鐵制動(dòng)轂三維接觸模型及其應(yīng)力分析.pdf

1、隨著高鐵速度的提升，高鐵制動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行中承受更大的慣性力與振動(dòng)沖擊，加劇了制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的疲勞損傷。制動(dòng)轂是連接制動(dòng)盤和輪軸的關(guān)鍵部件，制動(dòng)轂與輪軸過盈配合連接，與制動(dòng)盤通過螺栓連接。目前制動(dòng)轂的主要失效形式是局部疲勞損傷，其工作穩(wěn)定性是高鐵制動(dòng)安全的保障。因此，探尋制動(dòng)轂運(yùn)行中應(yīng)力不均勻變化狀態(tài)的分析方法，為后續(xù)局部應(yīng)力疲勞損傷及試驗(yàn)檢測(cè)提供理論支持，同時(shí)可為制動(dòng)轂強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供校核方法。具體研究工作如下:
　　(1)制動(dòng)轂三維

2、隨機(jī)接觸面模型研究，分析三維接觸模型的影響因素，基于輪軸的機(jī)加工表面具有隨機(jī)性特點(diǎn)，確定隨機(jī)圓度誤差是影響接觸應(yīng)力不均勻分布的主要因素，將二維軸對(duì)稱模型轉(zhuǎn)換為三維接觸模型。
　　(2)利用“乘同余法”獲取描述隨機(jī)圓度誤差的徑向離散值序列，作為圓度輪廓的插值點(diǎn);借助分段三次Hermite插值法，完成具有隨機(jī)圓度誤差的外輪廓模型描述，建立制動(dòng)轂和輪軸裝配體的實(shí)體模型和有限元模型。
　　(3)研究不同過盈量和不同公差對(duì)制動(dòng)轂接觸預(yù)

3、應(yīng)力的影響，結(jié)果表明，隨機(jī)圓度誤差是造成制動(dòng)轂接觸預(yù)應(yīng)力分布不均的原因，揭示了制動(dòng)轂應(yīng)力不均勻分布的原因，提出了制動(dòng)轂不均勻接觸應(yīng)力的計(jì)算和分析方法，為制動(dòng)轂的設(shè)計(jì)校核提供了新的理論和方法。
　　(4)結(jié)合運(yùn)行時(shí)制動(dòng)轂的受力狀態(tài)，獲得運(yùn)行時(shí)制動(dòng)轂的接觸應(yīng)力變化，結(jié)果表明，常慣性力和路譜振動(dòng)沖擊的作用，加劇了制動(dòng)轂接觸面的應(yīng)力不均勻分布，運(yùn)行時(shí)制動(dòng)轂接觸面的拉應(yīng)力是造成制動(dòng)轂局部疲勞損傷的主要原因，為制動(dòng)轂接觸應(yīng)力損傷試驗(yàn)提供了理論