车钩论文：重载货车车钩疲劳寿命预测方法的研究

1、【中文摘要】由于中国经济的快速发展，对煤炭能源的需求日趋扩大，同时在中国铁路重载提速政策的引导下，重要的运煤专线大秦线于2006年开行了2万吨重载列车。随着运载量的增加，列车运行的工况更加复杂，钩缓装置的使用环境愈加恶劣。由检修结果发现，车钩、钩尾框在较短的使用时间内出现较多裂纹，疲劳破坏是钩缓系统零件主要的破坏形式。因此，对运行于2万吨重载下列车的车钩、钩舌进行疲劳寿命预测具有重要的意义。本文以17号车钩、钩尾框为研究对象,对车钩和钩舌进行了静强度校核。根据大秦线车钩实测数据编制的载荷谱，采用局部应力应变方法对车钩零件的疲劳寿命进行的分析和预测，并与实际服役的零件寿命和台架实验结果进行对比。

2、首先根据二维CAD图纸,采用CATIA建立三维数模，采用ANSYSWorkbench软件对车钩和钩舌进行静强度校核，结果表明，危险部位与实际破坏位置基本一致。根据实测E级钢材料的拉伸试验，和弯曲疲劳实验得到的数据，以及大秦线载荷谱对车钩和钩尾框进行疲劳寿命计算。【英文摘要】WiththerapiddevelopmentofChinaeconomy,thedemandofcoralenergyisenlarged.Meanwhile,undertheheavy-loadraise-speedpolicyofChinarailway,thecriticallineDa-Qinwascameinto

3、servicefortwoton.Astheloadisincreasing,thetrainworkingconditionisgettingtobecomplicatedandtheusageconditionofcoupleranddraftsystemisworse.Accordingtotheexaminerandrepairresultofcouplerandyoke,cracksappearsinshorttime,andfatiguebreakisthemaindamageform.Soitisimportanttostudythefatiguelifeofthecoupler

4、andyokethatworkinglessthantwotonload.Thestudyobjectofthispaperis17-typecouplerandyoke,andcheckstheirstaticstrength.UsingtheloadspectrumdrawfromtheactualdatameasuredonthecouplerofDa-QinLine,thecracklifeofthemcomputedbyusinglocalstress-strainmethod.Thencomparetheanalysisresultwiththeactualworkcouplerc

5、rackandtheexperimentresult.Firstly,establishthe3Dmodelsrefertothe2DdrawingsusingCATIA,andanalyzethestaticstrengthofthecouplerandtheyokeusingANSYSWorkbenchsoftware.Theconsequeneesuggeststhatcriticalsitesendurebiggerstressisinaccordaneewiththerealbrokenspot.UsetheexperimentdataofgradeEsteelandtheDa-Qi

6、nlineloadspectrum,thefatiguelifeofcouplerandyokeiscomputed.【关键词】车钩疲劳寿命FEAFE-SAFE【英文关键词】couplerfatiguelifeFEAFE-SAFE【目录】重载货车车钩疲劳寿命预测方法的研究摘要5-6ABSTRACT第一章绪论9-201.1选题背景9-101.2国内外研究发展现状10-141.2.1国内研究现状10-121.2.2国外研究现状12-141.3软件简介14-181.3.1ANSYSWorkbench软件14-161.3.2FE-SAFE软件16-181.4论文的主要工作18-20第一、章车钩检修状况

7、调查20-272.1大秦铁路货车车钩的基本情况202.2检修结果统计20-232.3钩体裂纹产生位置以及原因分析23-262.3.1尾销孔23-242.3.2钩头内的牵引台24-252.3.3钩头钩耳外缘25-262.4本章小结26-27第三章车钩材料试验及数据处理27-403.1E级钢简介273.2应力-寿命（S-N）关系27-303.3E级钢静力拉伸试验30-343.4E级钢应力-应变关系34-353.5应变-寿命关系35-373.6FE-SAFE中的BrownMiller算法37-393.7本章小结39-40第四章车钩静强度分析40-514.1有限单元法基本概念40-434.1.1有限元方法原理404.1.2有限元方法一般程序40-414.1.3有限元方法的特点414.1.4有限元方法的发展趋势41-434.2车钩三维实体模型的建立43-444.3车钩静强度分析44-504.3.1钩体静强度分析46-484.3.2钩舌静强度分析48-504.4本章小结50- 51第五