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铁路HFS车轮与LZ45CrV车轴钢的梯度疲劳性能试验研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 铁路货车车轮材料及疲劳性能

1.2.1 国外

1.2.2 中国

1.3 铁路货车车轴材料及疲劳性能

1.3.1 国外

1.3.2 中国

1.4 本文主要工作

第二章 HFS车轮钢概率疲劳性能试验

2.1 轮辋

2.1.1 试样尺寸及取样位置

2.1.2 试验方法

2.1.3 概率疲劳极限

2.1.4 概率S-N关系

2.2 轮辐

2.2.1 试样尺寸及取样位置

2.2.2 试验方法

2.2.3 概率疲劳极限

2.2.4 概率S-N关系

2.3 轮毂

2.3.1 试样尺寸及取样位置

2.3.2 试验方法

2.3.3 概率疲劳极限

2.3.4 概率S-N关系

2.4 对比分析

2.5 小结

第三章 LZ45CrV车轴钢概率疲劳性能试验

3.1 轴颈

3.1.1 试样尺寸及取样位置

3.1.2 试验方法

3.1.3 概率疲劳极限

3.1.4 概率S-N关系

3.2 轮座

3.2.1 试样尺寸及取样位置

3.2.2 试验方法

3.2.3 概率疲劳极限

3.2.4 概率S-N关系

3.3 对比分析

3.4 小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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摘要

开展了HFS车轮和LZ45CrV车轴的概率疲劳极限与概率疲劳S-N曲线的试验研究,取得以下成果:
  (1)完成了HFS车轮轮辋、轮辐和轮毂三部位的概率疲劳极限的升降法试验,应用Zhao-Yang提出的极大似然法处理试验数据,准确获得了三部位的概率疲劳极限;进一步完成了三部位的概率疲劳寿命成组法试验,应用Zhao-Yang-Feng-Wang提出的极大似然法处理试验数据,建立了三部位的概率疲劳S-N曲线,为该种材质车轮的设计与服役可靠性分析,提供了基础依据。
  (2)比较研究了HFS车轮轮辋、轮辐、轮毂三个部位的概率疲劳强度与概率疲劳S-N曲线,揭示出三部位的概率疲劳强度能力呈梯度变化,轮辋最高,轮辐次之,轮毂最低;在不同置信度-存活概率(C-P)下,轮辋-轮辐的概率疲劳强度差异值随着置信度和存活概率的增加而下降,从26.54%降到4.86%;而轮毂相对轮辐的概率疲劳强度差值比较稳定,在-15%左右。
  (3)完成了LZ45CrV车轴轴颈和轮座两部位概率疲劳强度试验研究,应用Zhao-Yang提出的极大似然法处理试验数据,准确获得了两部位的概率疲劳极限;进一步完成了两部位的概率疲劳寿命成组法试验,应用Zhao-Yang-Feng-Wang提出的极大似然法,确定了两部位的概率疲劳S-N曲线,为该材质车轴的设计与服役可靠性分析,提供了基础依据。
  (4)比较研究了LZ45CrV车轴轴颈和轮座部位的概率疲劳强度与概率疲劳S-N曲线,揭示出两部位的概率疲劳强度能力呈梯度变化,轮座高于轴颈;概率疲劳强度的差异值随着存活概率的变化差异不大,在-3%到-6.5%之间。因此,铁路车轮及车轴的设计及服役分析,必须把握梯度分布疲劳性能及分布规律,才能得到正确结果。

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