复杂形状夹杂物对动车组车轮辋裂的影响

陈换过 蔡 丽 陈文华 陈 培 易永余 李雅洁

浙江理工大学机电产品可靠性技术研究浙江省重点实验室，杭州，310018

复杂形状夹杂物对动车组车轮辋裂的影响

陈换过 蔡 丽 陈文华 陈 培 易永余 李雅洁

浙江理工大学机电产品可靠性技术研究浙江省重点实验室，杭州，310018

以CRH5型动车组轮轴为研究对象，研究了夹杂物的形态对轮辋局部应力和轮辋裂纹成核的影响。结果显示，夹杂物棱角角度越小，夹杂物周围应力水平越高；夹杂物的厚度越小，半径越大，夹杂物周围最大等效应力越大，越易引起局部应力集中，导致疲劳裂纹易于萌生。利用有限元法和曲线拟合方法得到不同工况下夹杂物的临界尺寸，研究发现:不同工况下夹杂物的临界尺寸不同，弯道工况下的临界尺寸最小,夹杂物的尺寸超过临界尺寸时，裂纹才会萌生。

电动车组；车轮轮辋裂纹；夹杂物；形状因素；临界尺寸

0 引言

车轮轮辋裂纹(简称辋裂)是整体辗钢车轮中比较常见的故障之一。近年来，由辋裂引起的列车安全性问题成为影响铁路运输安全性和经济性的重大问题之一。对车轮辋裂的失效分析发现，车轮轮辋裂纹一般起源于踏面下10～20 mm处，并在接触载荷作用下沿轮辋周向扩展;绝大多数车轮辋裂源处发现有夹杂物的存在，可见夹杂物会影响车轮轮辋疲劳裂纹的产生[1]。因此，分析车轮轮辋内部夹杂物的尺寸对轮辋的疲劳性能和失效行为的影响，对列车的可靠运行有指导意义。……