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硕士论文-内燃机车轮对应力分析及配合过盈量设计，共92页，38953字。
摘要
自改革开放以来，我国国民经济蓬勃发展，为适应经济的发展与满足人民出行的需要，我国铁路运输向着重载化、高速化方向发展。而列车在重载高速化后，高速行驶时的制动会产生的大量摩擦热，将加剧车轮疲劳失效，这样将会严重威胁列车行驶的安全。因此重载化、高速化的行驶必然对机车运行的可靠性、安全性提出了更高的要求，尤其对机车的走行部提出了更严、更高的要求。而机车轮对是机车走行部中最重要的部件，所以机车轮对的安全可靠性显得尤为重要。
鉴于以上原因，本文利用ANSYS有限元软件模拟计算了内燃机车组合轮对和整体轮对在不同过盈量条件下的组装应力以及在热-结构耦合条件下的应力。
对组合式轮对而言，将过盈量分成三组进行计算。第一组：将轮箍与轮心的过盈量选取为1.25mm，让车轴与轮心过盈量从0.18mm以0.01mm递增到0.30mm发生变化。第二组：将车轴与轮心的过盈量保持0.24mm不变，让轮箍与轮心的过盈量从1.15mm以0.01mm递增到1.35 mm发生变化。第三组：让两个过盈量总和保持1.49 mm不变，车轴与轮心过盈量从0.18mm以0.01mm递增变化到0.30mm。（轮箍与轮心过盈量从1.31 mm以0.01 mm递减至1.19mm）
对整体式轮对而言，计算一组从0.18mm以0.01mm递增到0.30mm发生变化的过盈量。
将计算出的数据输入Excel软件，然后将数据绘制成表格。最后根据模拟计算的接触面应力值设计组合轮对车轴与轮心、轮箍与轮心间合理的过盈量,整体式轮对的过盈量。从而得出的主要结论有：
1、过盈量是影响组装应力大小的决定性因素，而温度、热梯度、热流量与过盈量的大小无关，只与输入的热流密度有关。
2、轮箍中轮缘的厚度增加了对轮对的约束力，使得组合轮对轮箍与轮心接触部位的下端组装应力最大，所以轮缘的厚度对轮对应力的影响不可忽视。
3、制动时产生的摩擦热使轮对膨胀，削弱了过盈量的影响，减小了应力，但也有可能导致轮对弛缓，所以过盈量的设计要首先考虑制动条件下的应力。
4、组合轮对轮心与车轴配合面的过盈量选为0.22mm—0.28mm，轮箍与轮心配合面的过盈量应为1.15mm—1.35mm。整体式轮对的过盈量选为0.24mm—0.30mm。与TB/1027—91《机车轮对组装技术条件》的规定是相符合的，说明现有机车轮对在使用中是安全的。
关键词：轮对；应力；过盈量；有限元

目 录
摘 要 I
Abstract III
1 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 研究的现状与意义 3
1.3 本论文将要解决的问题 4
2 机车轮对的结构及制造工艺 6
2.1 组合式车轮的结构及制造工艺概述 6
2.1.1 组合式车轮的结构 6
2.1.2 组合式车轮的制造工艺 8
2.2 整体式车轮的结构及技术要求 15
2.2.1 整体式车轮的结构 15
2.2.2 整体式车轮的技术要求 17
2.3 轮对组装技术条件 18
2.3.1 轮箍车轮、整体车轮、车轴与轮心的组装 18
2.3.2 轮箍的组装 19
3 有限单元法基本原理及ANSYS概述 20
3.1 有限元法的基本思想 20
3.2 有限单元法的分析步骤 21
3.3 ANSYS简介 22
4 运用ANSYS计算组合式轮对各载荷 24
4.1 用ANSYS模拟计算轮对在不同过盈量下的应力 24
4.1.1 建立有限元模型 24
4.1.2 创建接触对 25
4.1.3施加约束条件、求解 26
4.1.4 提取并分析计算结果 27
4.1.5列表与分析数据 28
4.1.6 第二组轮对过盈量的计算与分析 31
4.1.7 第三组轮对过盈量的计算与分析 34
4.2用ANSYS对组合式轮对进行热-结构耦合分析 39
4.2.1制动原理简述 39
4.2.2 制动期间热流密度的计算 40
4.2.3 建立有限元模型 41
4.2.4 创建接触对 42
4.2.5 施加约束条件、载荷及求解 42
4.2.6 提取并分析计算结果 43
4.2.7列表与分析数据 46
4.2.8 第二组轮对制动的计算与分析 48
4.2.9 第三组轮对过盈量的计算与分析 53
4.3 设计组合轮对合理的过盈量 60
4.3.1 轮对过盈量的计算 60
5 运用ANSYS计算整体式轮对各载荷 63
5.1用ANSYS模拟计算轮对在不同过盈量下的应力 63
5.1.1建立有限元模型 63
5.1.2 创建接触对 64
5.1.4 提取并分析计算结果 65
5.1.5 列表与分析数据 66
5.2 用ANSYS对整体式轮对进行热-结构耦合分析 68
5.2.1 制动期间热流密度的计算 68
5.2.2 建立有限元模型 69
5.2.3 创建接触对 70
5.2.4 施加约束条件、载荷及求解 70
5.2.5 提取并分析计算结果 71
5.2.6 列表与分析数据 73
5.2.7 制动摩擦热对整体式轮对的影响 76
结 论 77
参 考 文 献 79
攻读学位期间的研究成果 82