车轴强度评定中材料力学法与有限元法的对比.pdfVIP

第9期 机械 设计 与制造 2015年 9月 Machinery Design Manufacture 93 车轴强度评定中材料力学法与有限元法的对比 王春林 (潍坊科技学院 车辆工程学院，山东 寿光 262700) 摘 要：为了在相同的栽荷条件和评定标准的前提下，对分析车轴应力的EN13104法和有限元法进行比较 ，选择基础 制动载荷工况对车轴进行加载 ，使用ANSYS软件建立了轮对有限元分析模型。两种方法得到的分析结果表明：车轴外 表面的安全系数小于轴孔的安全系数 ；EN13104中的材料力学法得到的车轴最小安全系数为 1．17，有限元法得到最小 安全系数为O．94；在截面突变较大处，相对于材料力学法，有限元法得到的安全系数较 小；在轮座端部区域，有限元法 得到的安全系数较大。 关键词：动车组；车轴；有限元法；材料力学；疲劳；安全系数 中图分类号：TH16；U260．2 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2015)o9—0093—04 TheComparisonBetweenMechanicsofMaterialsMethod andFEM MethodintheStrengthAssessmentoftheAxle WANG Chun—lin ’ (DepartmentofAutomobile，WeifangUniversityofScienceandTechnology，ShandongShouguang262700，China) Abstract：InordertocomparethemethodofEN13140withthefiniteelementmethodfortheaxelstressanalysisinthesaill~ loadingconditionsandevaluatoincriteria，thefoundatoinbrakeloadca$ewo$selected，andthefiniteeelmentmodelofhte wheelsetwasestablishedbyusingtheANSYSso~wole．Theresultsshow∞fololws：thesqfetyfactorofhteaxeloutersu~ace issmallerthanhtatofthealxehole：the minimumsafetyfactorof eaxelsi1．17whencalculatedwiththe mechanicsof materialsmethodofEN13140，whichsi0．94whencalctdatedwithfiniteelementmethod；thes tyfactorcalculatedwith finiteeelmentmethodsismallerthanthatcalculatedwithmechnacisofmaterialsathtepositionofsudden-chnagedcross— section；thesofetyfactorcalculatedwithfiniteeelmentmethodsilragerthanhtatcalculatedwithmechnaicsofmaterialsathte endofwheelseat． KeyW ords：EM U；Axle；FEM ；MechanicsofMaterials；Fatigue；SafetyFactor 1引言 我国铁路兀。乎没有进行过轮轴载荷谱测试，对现有的实物轮 轴的疲劳极限进行的测试也很少嗍。我国现有的车轴强度设计规 在现有的机车车辆车轴设计方法和标准中，存在两大设计