高速客车空心车轴裂纹扩展特性研究

分析了动车组车轴的运行环境，运用线路实测车轴动应力得到的载荷谱，对车轴进行有限元计算分析，得出了高速动车组空心车轴截面的应力分布。提出了车轴的超高周疲劳特点，同时考虑了硬物冲击或其它原因给车轴造成的意外损伤，而这种损伤很容易发展成为车轴表面裂纹。根据无损探测的发展情况，提出了初始裂纹尺寸。在此基础上，根据线弹性断裂力学理论，研究了车轴表面裂纹的应力强度因子随裂纹尺寸的变化规律，结合疲劳裂纹扩展方程及裂纹扩展门槛值，计算了给定初始裂纹尺寸下的裂纹扩展速率和扩展寿命。得出了不同裂纹扩展到临界长度时的运行里程，给出了空心轴的检修限度的参考值。