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日本铁道综提出使车轮中嵌入的车轴不易疲劳的最佳形状
来源:中国数控机械网
日本铁道综研技术研究所（铁道综研）为了提高铁路车辆用车轴的抗疲劳强度，提出了新的车轴形状方案，即在车轴上压装车轮的部分采用比以前更大的凹陷，并且，已通过实验和CAE解析证实了这一设计的抗疲劳强度。除了铁路车辆使用的车轴以外，这种形状还可应用于其他承受应力的旋转体和旋转轴。这一新的形状在2012年8月30～31日举行的“日本铁道综研技术论坛2012”上进行了展示。
在车轮与车轴的嵌合部，随着车轮的旋转，容易产生细微滑动（微振磨损），成为导致车轴疲劳而产生裂纹的原因。研究表明，通过在车轮与车轴嵌合部的接触位置上设计浅的凹陷（环绕车轴的沟槽）形状，可以减轻这种微振磨损（图）。不过，该凹陷形状部分的底面同时也存在着令人担心的问题，这就是，随着车轴直径的减小，凹陷部分的抗疲劳强度会下降，因此目前只能采用较浅的凹陷形状。
铁道综研经过反复的定量性测评，发现能够设置以30°的大角度切入的凹陷形状。在此次提出的形状方案中，车轴上凹陷形状部分的抗疲劳强度与嵌合部分的疲劳强度大体相同。
在车轮与车轴的嵌合部，随着车轮的旋转，容易产生细微滑动（微振磨损），成为导致车轴疲劳而产生裂纹的原因。研究表明，通过在车轮与车轴嵌合部的接触位置上设计浅的凹陷（环绕车轴的沟槽）形状，可以减轻这种微振磨损（图）。不过，该凹陷形状部分的底面同时也存在着令人担心的问题，这就是，随着车轴直径的减小，凹陷部分的抗疲劳强度会下降，因此目前只能采用较浅的凹陷形状。
铁道综研经过反复的定量性测评，发现能够设置以30°的大角度切入的凹陷形状。在此次提出的形状方案中，车轴上凹陷形状部分的抗疲劳强度与嵌合部分的疲劳强度大体相同。