有限元法的内燃机车轮对强度计算和评定(2)
致谢 26
参考文献 27
附录 29
1 绪论
从1958年起，我国跨入内燃机车时代，经过50年的不懈发展发展，我国的内燃机车经过了早期的试制、定型生产、自主开发和采用先进技术开发新型内燃机车四个阶段，先后研制出了多种试验型的内燃机车。中国的铁路车辆正朝着高速客运和重载货运的方向发展。虽然现阶段我国的铁路主要以发展电力机车为主，主要的干线将要实现电气化。但现在电力较为落后、发展并不快速且较为偏远的地方仍然需要使用大量的内燃机车，因此在未来的铁路机车车辆市场中，内燃机车所占的份额还是十分巨大的。现在有许多的内燃机车需要报废，需要不断地继续补充更新内燃机车，要更换具有先进技术水平的新型内燃机车。经过我国许多铁路机车车辆公司和工厂的不懈努力，我国内燃机车产品在世界的市场上已经占有一席之地，出口量逐年上涨，所以我国内燃机车仍然具有相当大的发展空间。
按照国家长期发展的规划，电力机车和内燃机车的生产比例将会逐渐的发生改变。随着电的发展和普及，许多铁路运输繁忙的干线将逐渐改为电气化路线，电力机车也将会逐渐的代替电力机车。但是时至今日，由于专业人士对于内燃机车不懈研究的我国已经拥有一系列的大功率的、高性能的内燃机车，其中有的列车的牵引能力完全可以与电力机车媲美。而且内燃机车在能源的消耗等方面有它独特的优点，因此内燃机车的国内外的市场还是十分的广阔的，对内燃机车深入的研究也是非常有必要的。
1.1 选题背景
自我国改革开放以来，随着人民生活水平的提高，生活步伐的加快，对于列车的速度，货运的效率要求也越来越高。从上世纪50年代开始，重载铁路运输因为其运输成本低、运输量大、效率高等特点受到世界各地的广泛关注。目前，我国的铁路建设正处在高速发展的时期，正朝着高速和重载的方向发展，我国是属于客货车共用干线的国家，使得对于铁路的建设和发展更加的严峻。内燃机车现在还是我国铁路轨道列车的重要组成部分。
随着我国轨道列车正向着的高速和重载的方向发展，列车快速化和重载化已成为铁路当代发展的主题。随着铁路列车速度的提高，对于列车的安全性的要求也随之提高，对列车各个部件的技术要求随之提高了。内燃机车轮对作为机车车辆转向架关键的部件之一，其性能直接影响运输品质、运输效率和行车安全。机车轮对是是铁路机车与钢轨直接相接触的部分，是铁路机车所有零部件中最基本的部件，承担着支撑车体重量及列车走行的重要使命，它不仅仅要承受轮对和钢轨之间的垂向和横向的作用力和摩擦力，而且还要承受踏面制动是的而应力。它具备引导方向、承受载荷、传递制动力和牵引力的功能，因此机车轮对的性能好坏直接影响轨道列车的行驶安全。机车车辆的所有重量都通过轴颈作用于轮对，再传递到钢轨上。当车轮运行经过道岔、钢轨接头等线路不平顺的地方时，轮对不仅承受来自钢轨的全部垂向还要承受侧向的冲击力，因此轮对将要承受很大的静载荷和动载荷。随着列车运行速度的提高、承受载荷的增大,使得作为铁路机车车辆主要承载部件的车轮所承受的载荷越来越大，服役情况十分恶劣，车轮的踏面的磨损愈发严重，其暴露在疲劳可靠性方面的问题也越来越多。要使铁路机车车辆在线路上的平稳、安全的运行，就必须对机车车辆轮对的可靠性和安全性的设计提出更高更严的要求。
铁路机车运行时，轮对所承受的外应力与铁路环境密切相关，如列车通过道岔和曲线、列车交汇、穿越隧道以及轨道不平顺引起的蛇形运动都将对轮对与钢轨的之间的相互作用力带来巨大影响。对轮对受力情况进行系统的分析，将为轮轨的性能分析提供有利条件和直接依据。现较为常用的通过有限元软件模拟机车通过道路情况，来分析机车轮对的强度和受力情况。