2。4。2钢轨的材料 12

2。5 本章小结 13

3轮轨建模 14

3。1SolidWorks的介绍以及建模 14

3。1。1SolidWorks介绍 14

3。1。2利用SolidWorks建模思路 14

3。2建立轮对模型 15

3。2。1建立车轴的模型 15

3。2。2建立车轮的模型 16

3。3建立60Kg/m钢轨模型 16

3。4建立车轮和轮轨的接触模型 17

3。5本章小结 18

4有限元分析 19

4。1有限元及Workbench介绍 19

4。2三种工况下轮轨受力计算 20

4。3车轮有限元分析 21

4。3。1车轮在三种工况下仿真 21

4。3。2车轮疲劳强度的校核 24

4。4轮轨接触下的三种工况应力计算 25

4。4。1轮轨装配体三种工况仿真 25

4。4。2轮轨装配体疲劳强度校核 29

4。5本章小结 29

5总结与展望 30

5。1总结 30

5。2展望 30

致谢 31

参考文献 32

附录1 34

1绪论

1。1课题研究的目的和意义

目前，随着高速列车的运行速度提高，衡量动车组运行安全性时应该考虑动车组旋转零部件轮对的运行状况，主要包括其动车组运行中以及在各个运行工况下的轮对最大应力是否满足轮对材料许应力、及轮对的寿命时候是否满足设计标准、轮对的疲劳强度是否满足需用的强度要求。作为高速列车的旋转部分，轮对时刻与钢轨接触并且发生摩擦损耗，驱动整个列车的前进，需要特别注意作为整个车辆的旋转部分车轴的强度、寿命、许用应力是否满足动车组列车的设计指标。

在目前的形式下，我国目前的铁路发展总体趋势主要还是优先发展高速客车[1]。列车的运行速度、轴重不断增加，要求轮对能够承受的负荷也增加，因此在设计要考虑动车组轮对是否满足疲劳强度。在这样的局势下为了把控铁轮车辆的安全性，就必须在设计过程中轮对安全性、可靠性、强度提出更高的要求。

为了改善动车组车辆的动力学性能、获得良好的旅客体验、降低铁路车辆及道路的维修成本、减小列车运行过程中的合阻力、降低重要零部件的工作载荷和减少由于激励振动冲击能量[2]。需要采用目前先进的轻量化技术、如采取空心轴和优化车轮的先进技术去设计轮对，使轮对的质量减轻，就能够在相同的设计轴重下提升车辆的运输能力。

经历几十年不断的发展和完善，轮轨接触理论已经是一门成熟的技术。轮轨滚动接触理论日趋完善[3]。在分析轮轨接触方面取得的较好的应用，但是轮轨滚动接触过程时的两点接触和多点接触等问题不能用简单的轮轨接触理论去解释。轮轨接触会发生摩擦损耗是一个焦点问题，许多转接一直致力试图找到一种合理的指导思想去降低其磨耗量，然而去研究轮轨接触关系[4-7]。