1948年日本新干线的研究，就通过加热淬火处理车轴，从而在淬硬层内获得马氏体组织，大大增加了车轴表面的硬度，通过淬火处理的残余应力如表1.3所示，杜绝了车轴应力集中会发生疲劳的问题，解决了车轴疲劳可能会造成的事故。法国在研究中，发现了高速铁路车轴改用XC30碳素钢调质后再进行淬火热处理的工艺。而我国在对40钢车轴表面感应淬火强化工艺的研究中，也适应了我国高速铁路的发展需要[4]。
表 1.3车轴的硬化深度和残余应力
有效作用深度/mm 表面HV硬度(300℃) 表面残余应力/MPA 裂纹扩展疲劳限度σ2/MPA 裂纹萌生疲劳限度σ1/AMPA
0 80 105
0.4 610 -190 210 210
0.6 610 -220 240 250
0.85 610 -420 280 270
1.9 640 -420 360 275
2.5 390 280
由表1.3可以看出，随着淬火深度的增加，表面残余应力的大小显著减少，裂纹扩展疲劳限度和裂纹萌生疲劳限度越来越大，这说明了车轴淬火的深度对应力的影响之大，能很大程度上提高安全性与可靠性，从根本上解决车轴疲劳断裂的问题[5]。
自20世纪以来，各国大量采用高新技术进行设计，主要有：有限元法，计算机仿真法。目前美国已将车轮设计的有限元分析纳入标准并作为评定的条件。此外，计算机仿真技术优化了车轮生产工艺，为失效问题提供保障。
目前，在我国，针对车轮强度的分析方法主要是有限元技术，通过比较车轮上某一点的计算应力与许用应力，若某一点上的计算应力小于许用应力，则强度符合设计要求，反之，则不符合设计要求。分析软件ABAQUS计算规模大，功能强，能非常好的运用于对车轮的强度分析。
所以，ABAQUS在国内得到了广泛的使用，杨继震[6]CRH-2动车组轮对轴箱的强度分析，使用ABAQUS软件从过盈配合强度、静强度、动强度三个方面分析了动车组拖车车轮的疲劳强度，研究得出车轮辐板对强度的重要性。在对计算直线，曲线和道岔情况下的受力分布时，米彩盈[18]的高速动力车车轮强度分析工程方法，对轮对工况的研究，证实了有限元法的可靠性。从以上这些可以看出，本文来自优&文*论~文'网，
毕业论文 www.youerw.com 加7位QQ324,9114找源文我国在强度分析的研究上有一定的成果。
1.4论文研究内容
本课题针对50t轴重货车轴重大的特点，参考各国的大轴重货车轴重，消化吸收推论出符合我国国情的车轴设计，并采用力学知识对其进行强度分析与校核[5]。对车轮根据铁标、国联以及欧联进行结构设计，计算各工况下的受力分布，通过有限元分析强度，从而得出结论。为我国大轴重重载货车的研究提供一定的参考与帮助价值。主要研究的内容有：
1）轮对结构设计：分成车轴与车轮部分，两部分独立进行设计，配合处的尺寸需要注意对应。
2）轮对静强度，疲劳强度校核，对静强度，疲劳强度进行评定，静强度的评定方法参照的是制造材料的许用应力和屈服极限，疲劳强度的评定方法有“单轴和多轴应力状态的判定方法”，“多轴应力转化为单轴应力的工程方法” 。
3）轮对各情况下的受力分析：轮对在运行过程中，受到车体以及轴的压力，还受到铁轨的压力，在弯道时，轮缘部分与轨道接触，轮缘受力。从而会产生磨耗。制动时，闸瓦对轮对也会施加摩擦力。
4）轮对有限元分析，强度分析时，将建好的轮对三文模型导入ABAQUS中，对车轮的材料属性进行设置，基于车轮的结构特点，采用8节点四面体或10节点优面体法对车轮进行有限元网格划分。
根据上述研究内容具体路线如图1.1所示，先进行设计部分，车轮与车轴分别设计，车轴设计时主要考虑连接处的倒角，车轮设计时要考虑踏面和辐板的情况，设计完成后将两者装配在一起。再进行强度分析。
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