机械工程学报

作者：周素霞, 段粟宇, 吴毅, 孙宇铎, 卢俊霖

单位：1. 北京建筑大学机电与车辆工程学院 北京 100044;2. 北京建筑大学城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室 北京 100044;3. 中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所 北京 100081

关键词：高速列车车轴,棱角冲击缺陷,疲劳极限,多变量模型；

基金：国家自然科学基金(51875032)和铁科院院基金(2021YJ223)资助项目。

车轴遭受异物冲击缺陷存在多种形式，其中棱角冲击对车轴疲劳性能影响较大，会加速车轴的失效。为研究棱角冲击缺陷对车轴疲劳极限的影响，针对30NiCrMoV12车轴钢，采用软件模拟与疲劳试验相结合的方法，借助ABAQUS对冲击缺陷区域进行应力场分析，对预制好的缺陷车轴试样进行疲劳试验，依据试验结果采用近似欧文单侧公差极限法拟合各试样组疲劳P-S-N曲线，得到相应的疲劳极限。根据各试样组的疲劳试验结果预测全尺寸车轴疲劳极限。考虑冲击缺陷深度的分散性，对缺陷深度和全尺寸车轴疲劳极限两参数进行拟合。最后基于EI-HADDAD公式，建立含棱角冲击缺陷的30NiCrMoV12车轴钢的多变量疲劳极限预测模型。采用该模型能够快速预估含不同尺寸棱角缺陷的全尺寸车轴疲劳极限。

来源：2023年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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