考虑轮轴过盈配合的地铁车轮踏面制动温度场和应力场研究

作     者：孙小娟 李扬辉 江连运 柴轲 倪超 SUN Xiaojuan;LI Yanghui;JIANG Lianyun;CHAI Ke;NI Chao

作者机构：太原科技大学机械工程学院太原030024 罗尔斯罗伊斯动力系统(苏州)有限公司江苏苏州215024 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(52202478) 山西省青年科学研究项目(20210302124698) 

出 版 物：《太原理工大学学报》 (Journal of Taiyuan University of Technology)

年 卷 期：2024年第55卷第4期

页      码：619-628页

摘      要：【目的】地铁车轮受力复杂,不仅受轮轨耦合力和轮-轴过盈配合产生的接触压力的影响,还受制动过程中产生的热载荷的影响。【方法】以某单S型辐板地铁车轮为研究对象,在ABAQUS软件中建立了地铁车轮有限元模型,分析了轮轴过盈配合对车轮在直线工况下机械应力分布的影响。建立了道岔工况下车轮踏面制动时的热-力耦合模型,采用直接耦合法研究了车轮温度场和应力场的变化规律,研究了不同磨耗量下车轮的机械应力和热-机耦合应力对车轮结构强度的影响。【结果】结果表明:制动时热载荷主要影响靠近踏面的结构部分,靠近轮毂部分受轮轴过盈配合影响大;新车轮与磨耗到限车轮辐板处的耦合应力最大相差69.3 MPa;车轮直径在820~840 mm区间内耦合应力比较稳定,浮动只有9.1 MPa.【结论】该研究为地铁车轮结构设计提供了科学的依据,对地铁车轮的维护工作具有良好的指导作用。

主 题 词：地铁车轮 热力耦合 过盈配合 磨耗车轮 温度场 应力场 

学科分类：082304[082304] 08[工学] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.16355/j.tyut.1007-9432.20230603

馆 藏 号：203128738...