螺栓失效对压剪复合型弹性车轮强度安全性影响

• 作者: 张保军 安涛 周信 何远鹏 祁孟盂 金学松
• 来源期刊: 机车电传动
• 关键词: 弹性车轮 螺栓 预紧力 强度分析 有限元方法
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 铁道机车车辆|Railway Rolling Stock
• 页码范围: 73-79
• 页数: 7页
• 分类号: U260.331+.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13890/j.issn.1000-128x.2021.03.012

摘要

弹性车轮螺栓用以紧固轮芯和安装环,在工作过程中承受预紧力和拉伸载荷,其应力状态对弹性车轮的运行安全至关重要.通过建立弹性车轮三维有限元模型,模拟螺栓在螺栓载荷作用下的初始受拉状态,利用接触单元和目标单元模拟各部件之间的接触状态,设置过盈量模拟轮芯与安装环之间、橡胶与轮辋之间的初始过盈接触状态.参考国际铁路联盟标准UIC 510-5和欧洲标准EN 13979-1,计算分析螺栓失效对弹性车轮整体静强度的影响.研究结果表明,螺栓未发生失效时,车轮各部件的危险系数均不超过0.61;综合分析多种工况下轮芯、安装环、螺栓和橡胶块的最大Von-Mises应力,其应力均随螺栓失效个数的增加而增大;螺栓失效后,运行工况下轮辋的最大Von-Mises应力无明显变化;当5个螺栓发生失效后,轮辋、轮芯、安装环、螺栓和橡胶块的危险系数分别为0.27,0.92,1.01,0.95,0.40.所得结论可为轨道车辆弹性车轮静强度校核提供参考.