论文部分内容阅读
近年来随着我国经济的快速发展,在旅客发送量和物资运输中铁路承担着重要的份额,为经济快速发展、社会进步、提高人们的生活质量做出了重要贡献；但是铁路运输交通事故仍然频繁发生,其中钢轨接头螺栓疲劳失效是引起事故发生的重要因素之一,因此研究钢轨接头螺栓的疲劳失效具有重要意义。本文针对钢轨接头螺栓工作的特殊性,分析出螺栓在工作状态下各部分所受应力与应变特性,研究其发生疲劳失效的影响因素,并进一步对螺栓结构进行改善,提高其疲劳强度；通过有限元分析得到钢轨接头螺栓的疲劳寿命,为螺栓的维护或更换提供参考依据。本文对钢轨接头螺栓的疲劳失效及寿命分析,主要研究内容如下：(1)通过对国内外相关文献的查阅,对螺栓疲劳问题的研究方法和研究现状进行总结,并对疲劳累积损伤理论、寿命估算方法和有限元相关的知识做进一步的学习,为以后的工作做好基础。(2)应用有限元分析软件ANSYS对螺栓螺纹建立接触对进行接触分析,得到钢轨接头螺栓的等效应力与应变情况,并与实际螺栓失效特征进行比较；通过改变螺纹根部半径,研究其对螺纹根部的应力集中的影响,从而提高螺栓的疲劳强度。(3)通过改变螺栓的预紧扭矩得到螺栓各部分应力与变形,分析预紧扭矩对螺栓疲劳的影响,并计算出螺栓的最佳预紧扭矩。(4)应用Pro/E建立钢轨接头三维实体模型,通过有限元分析软件ANSYS Workbench分析由于温度力的作用而导致的钢轨变形,从而得到钢轨变形对螺栓的影响。(5)由于钢轨接头处轨缝的存在,机车运行时对钢轨接头处产生很大的冲击力,应用Pro/E建立车轮与钢轨接头三维实体模型,利用有限元分析软件ANSYS Workbench进行有限元分析,研究钢轨变形及其对螺栓的影响。(6)建立钢轨接头螺栓有限元模型,应用ANSYS Workbench Fatigue疲劳分析模块对钢轨接头螺栓进行疲劳寿命分析,为钢轨接头螺栓的维护或更换提供一定的参考依据。