一种基于VDI2230的轨道车辆轴箱螺栓联接强度评估方法

李维岗， 刘卫， 白文虽

（中车山东机车车辆有限公司，济南250022）

0 引 言

德国工程师协会（VDI）编写的关于高强度螺栓连接计算的参考标准VDI2230，是以前的VDI设计组ADKI和现在的VDI联合会设计分部的螺栓连接委员会多年工作的成果。VDI2230标准在德国及其他多个国家都得到了相当广泛的运用，其适用于高强度螺栓的强度校核，实践超过多年，被广泛认可和参考。其最新版本包含两部分，分别是关于单圆柱螺栓连接和多螺栓连接的高应力螺栓连接系统计算。特别是在第二部分多螺栓连接的高应力螺栓连接系统计算中，关于有限元法在螺栓连接系统计算中的建模要求和应用方法进行了详细的规定[1-2]。借助于有限元分析工具，并采用VDI2230中第一部分和第二部分中规定的计算方法和建模要求，可以解决复杂情况下的螺栓连接强度评估。

轴箱是轨道车辆轮对与侧架或构架连接在一起的装置，能够将轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动，并起着承受车辆重量、传递各方作用力的作用[3]。轴箱体与轮对之间采用轴承进行连接，并采用轴箱前盖将轴承定位在轴箱体内，轴箱体与轴箱前盖之间则采用螺栓进行连接。由于轴箱母材强度小于螺栓强度且轴箱体和轴箱前盖之间存在间隙（约1 mm），螺栓预紧力过大将导致轴箱体螺纹孔损坏和轴箱前盖发生塑性变形甚至断裂，螺栓预紧力过小则导致车辆运行过程中轴承窜动而损坏。因此，合理计算出轴箱螺栓连接的预紧力，对轴箱螺栓进行连接强度评估具有重要意义。……