火车车轴悬臂弯曲试验机有限元分析

王晓东， 王丽， 张炜， 张明星

（长春工业大学 a.工程训练中心；b.机电工程学院，长春130012）

0 引言

火车车轴弯曲性能是保证火车安全行驶的重要条件，为了保证车轴的性能，需要通过弯曲试验对其进行分析，因此与之相对应的疲劳试验机则必不可少。疲劳试验机一般用于检测样件的力学性能和预测疲劳寿命，因此合理进行疲劳性能试验很有必要性。

从早期模拟车轴的弯曲疲劳试验机发展至今，已经有着上百年的历史。随着工业的发展，出现了多种疲劳试验机，比如模拟拉压、扭转等状态的试验机，广泛应用到交通、机械工程等各个领域[1]。但是随着科技发展对疲劳试验机的要求也越来越高，其本身是否能够更好地完成疲劳试验也是所需要重点考虑的问题之一。

本文为了更好地分析火车车轴的弯曲性能，对火车车轴悬臂弯曲试验机进行设计和分析，所设计的悬臂弯曲试验机符合GB/T2611-07《试验机通用技术要求》相关要求[2]。悬臂弯曲试验机是模拟火车在运行中车轴受力情况，现有试验机结构单一、成本较高，而且国内多数以研究试验机的某部分结构为主，对整体疲劳试验机的研究较少。因此本文针对这一问题对疲劳试验机进行设计[3]，为了保证所设计的试验机具有良好的工作性能，保证试验的顺利进行，还对其力学性能和疲劳寿命进行了有限元分析，根据结果判断该疲劳试验机是否符合试验需求。

1 车轴悬臂弯曲试验机的设计

车轴悬臂弯曲试验机根据车轴型号的不同结构也不尽相同，需按照国家标准进行设计。……