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外文翻译--轮辐柔性变形效果和滚动接触的潜变力追踪.doc

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外文翻译--轮辐柔性变形效果和滚动接触的潜变力追踪.doc

毕业设计(外文翻译)题目轮辐柔性变形效果和滚动接触的潜变力追踪轮辐的柔性变形结构的效果和在滚动接触的轮/轨道的潜变力的追踪摘录在这一篇论文中,对滚动接触机械装置上的滚动接触体结构柔性变形的效果简短地分析。轮副和轨道对轮的潜变力的结构变形的效果和轨条详细地被分析研究。轮副的一般结构柔性变形和轨道首先分别用有限元的机械要素方法和关系一起分析,从而获得表达滚动方向和轮副的横方向的结构柔性变形和对应的负载。按照它们之间的关系,我们计算轮和轨条的在一点相接接触的影响力系数。影响力系数代表发生在轮/轨道接触的一个小的矩形面积上的单位面积的牵引力引起的结构柔性变形。他们习惯校订一些与Kalker的无赫兹的形状滚动接触的三维空间的有柔性体的理论Bossinesq和Cerruti的公式一起获得的影响力系数。在潜变力的分析中,利用了修正的Kalker的理论。从轮副和轨道的结构柔性变形中获得的数字结果表明潜变力发挥的很大影响力。2002Elsevier科学出版社版权所有。1关键字轮/轨条滚动接触潜变力柔性变形结构1.介绍由于火车轮副和轨道之间的很大相对运动作用力引起轮副和轨道的结构较大的柔性变形。大的结构变形极大影轮和轨条响滚动接触的性能,如潜变力,波形1–3,黏着,滚动接触疲劳,噪音4,5和脱轨6等等.到现在为止在轮/轨道的潜变力的分析中广泛应用的滚动接触理论是以柔性一半的空间假定为基础的7–12.换句话说,轮/轨道的一个接触的柔性变形和牵引之间的关系可以用Bossinesq和Cerruti的理论公式表达。实际,当轮副在轨道上持续运动,接触的柔性变形是比那些以滚动接触的现在理论公式计算的更大。因为轮副/轨道的挠性是比柔性一半的空间更加大。由对应的负荷所引起的轮副/轨道柔性变形结构在图中被显示。如1和2.在图中轮副弯曲变形被显示出来。在图1a中被显示的轮副弯曲变形主要由车辆和轮副/轨条的垂直动载荷所引起。在图1b中描述的轮副扭转的变形是由于轮和轨道之间的纵潜变力的作用生产的。在图1c中显示的轮副斜角弯曲变形和在图2中显示的轨道翻折变形主要地由交通工具和轮副/轨道的横动态负荷所引起。在轮副图1d的轴周围的和旋转装置相同方向的扭转变形,火车可以使用的,主要在电动机的轮/轨条和驱动扭矩的接触补缀上的牵引所引起。到目前为止很少的出版物讨论滚动接触的轮副和轨道之间的爬动和潜变力的效果。事实上,上面提到轮副/轨道的柔性变形结构是在轮/轨道的常态和切线的接触刚性以下运动。轮/轨道的正常的接触点的刚性通常低于轨道的下沉位置。低于正常接触点的刚性很少的影响接触面积上的正常压力。那低于切线的接触刚性很大影响接触面积的黏结/滑移面积状态和牵引力。如果滚动接触的柔性变形结构的影响被对于轮/轨道的分析考虑进去,一对接触面积的全体微粒滑移与用现在滚动接触理论计算的结果不同。所有的连络颗粒和摩擦功的总的滑移比那在分析轮/轨道浅动力的时候,被忽略的柔性变形结构更小。同样一个接触面积的根/转差面积的比率比没有考虑的柔性变形结构的效果更大。在这一篇论文中,在滚动接触性能上的滚动接触的车体柔性变形机构的装置被简短地分析,而且和Kalkers无赫兹的形状滚动接触的三度空间的有柔性车体的理论模型用来分析在轮副和轨道之间的潜变力。在数值分析中挑选的轮副和轨条分别地,2是货车轮副的锥形轮廓,中国兆位元组和钢轨条的质量是60公斤/m。有限元分析方法用来决定他们的柔性变形结构。依照柔性变形结构的关系和对应的由于FEM获得负荷,表示轮副的柔性变位的影响系数是由轮/轨条的接触单位面积密度有所反应的牵引生产的轨条所决定。这些影响系数用来代替一些与Kalkers的理论Bossinesq和Cerruti的公式一起计算的影响系数。在图1a中被显示的轮副弯曲变形的效果和在轮副轨道的柔性变形结构之中的横断的影响力在研究中被疏忽。获得的数字结果表明在轮副/轨道柔性变形结构的潜变力效果考虑和疏忽的条件之间的显着差别。2.减少连络刚性机构增加接触面积的根粘滞/滑动比为了要使轮副/轨道关于滚动接触的轮/轨的的柔性变形结构的效果较好的理解,我们必需简短地解释减少的接触刚性的机构增加在没有饱和的潜变力的状态下面的接触面积的粘滞/滑移面积的比。通常在一个接触面积的一对接触颗粒之间的总的滑移含有刚性的滑移,局部一个接触面积和柔性变形结构的柔性变形。图3a一描述一对滚动接触车体①和没有柔性变形②接触颗粒,A1和A2的状态。在图3a中的线A1A1和A2A2,为了要作描述的让大家接受而被作记号。在车体的形变发生之后,线的位和形变,A1A1和A2A2,在图3b中被显示。位移差别,w1,在图3b的二个划线之间由车体的刚性运动①和②所引起滚动或变化.局部点A1和A2的柔性变形,被u11和u21指示,与基于有柔性半份空间的假设滚动接触的一些现代的理论一起决定,他们有差别在于点A1和点A2之间的有柔性位移u1u11u21。如果车体的结构柔性变形的效果和被忽视的A1和A2点之间的总转差,能用公式S1w1−u1w1−u11−u21表示。柔性变形结构车体1和2主要地由牵引力所引起,p和p代表接触插线和车体的其他边界条件1和2,他们做线,A1A1和A2A2产生与接触面积的局部的坐标ox1x3,图3a无关的刚性运动。u10和u20用来表达点A1和点A2的位移,各自归于结构柔性变形。在任何的荷载阶段他们为规定的边界条件和车体1和2的几何学可能被当做有不防碍局部的坐标常数。在点A1和点A2之间的位移差别取决于u10和u20,应该是u0u10u20。如此在考虑车体1和2的柔性变形结构的条件之下,在点之间的总滑移,A1和A2,同样地用公3式S1w1u1u0表示。明显的S1和S1是不同的。在一对接触颗粒之间的牵引或潜变力非常仰赖S1或S1。当|S1|0或|S1|0那对接触颗粒是在滑移中和牵引力进入饱和。在进入饱和的情形中,依照库伦摩擦定律的如果一样的磨擦力系数而且正常的压力被假定的二个条件,牵引是相同的。如此对u1的牵引影响在二个条件之下也是相同的。如果|S1||S1|0,|w1|在2必须是比在1更大。即没有u0的影响的那对接触颗粒比有u0的影响的滑移更快。相应地没有u0的影响整个的接触面积进入滑移情况快于有u0的影响。因此,在接触面积上的粘滞/滑移面积的比率和在上面被讨论的二个类型的总牵引是不同的,他们只是被图4a和b一起被简单描述。图4a表明粘滞/滑移面积的情况。图4a的号讯1表明不考虑u0和2的效果而指示外壳即用u0的效果指示。图4b表示在接触面积上总的接触牵引力F1和车体的滑动关系的一种规律。在图4b中的号讯1和2和图4中的意义相同。从图4b中已知,在一点相接牵引力F1在w1w时到达它的最大值F1max不考虑u0和F1接触的效果在w1w它的最大F1max仅由于u0的效果来看w1w1.u0主要仰赖于车体的柔性变形结构和在接触面积上的牵引力。大的柔性变形结构引起滚动接触的在二个车体之间的大u0和小的接触刚性。那是为什么增加一个接触面积的根/滑移面积的比率和减少没有全滑移的在接触面积的条件下面的全体的牵引力而减少的接触刚性。3.轮副/轨条的结构形变的计算为了要计算在图1b–d,和图2中被描述的柔性变形结构,轮副的离散化而且轨条被虚构。他们的FEM网目的方案在图5,7和9中被显示。假定轮副和轨条有相同的物理性质。剪切模量G82,000个牛顿/mm2,泊松比μ0.28.图5用来决定轮副的扭转形变。因为,它是关于轮副图1b的中心对称,一个一半的轮副被选择来分析。轮副的切断横断面被安装,如图5所示一。负荷被应用到圆周方向轮副的胎面,在轮的不同的母圆上。荷载的分布分别位于从轮的内部边测量31.6,40.8和60.0毫米,图6表示纵方向扭转的形变相对于负荷位置。他们都是线性载荷,载荷的不同点都非常接近。在图5中被显示Y轴方向形变的的负荷被忽略。

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