1 绪论 1
1.1 研究背景与工程意义 1
1.2 车轴损伤及破坏的主要形式 3
1.3 国内外车轴失效历史 4
1.4 国内外车轴疲劳强度研究历史 5
1.5 车轴疲劳评价方法 7
1.6 高速铁路空心车轴的研究现状 8
1.7 本书主要研究内容 8
2 车轴钢的疲劳及断裂性能研究 10
2.1 金属材料的疲劳性能及分类 10
2.2 车轴钢疲劳断裂性能研究现状 14
2.3 车轴钢缺口试样的疲劳性能实验 21
2.4 缺口试样的应力集中系数 23
2.5 试验结果和分析 25
2.6 小结 31
3 车轴疲劳载荷测试及评价 32
3.1 车轴载荷谱的实验研究发展 32
3.2 空心车轴的载荷分析 33
3.3 车轴动应力数据采集及信号预处理 34
3.4 实测数据统计处理 37
3.5 空心轴应力谱的统计推断 42
3.6 车轴疲劳载荷与设计规范 46
3.7 基于实测应力谱的等效应力评价 51
3.8 车轴实测载荷综合分析评价 55
3.9 小结 57
4 异物损伤车轴的裂纹萌生寿命预测 58
4.1 异物冲击缺口的形式 58
4.2 异物冲击缺口的有限元模型 59
4.3 车轴疲劳裂纹形成寿命预测 60
4.4 小结 67
5 旋转弯曲载荷下空心轴表面裂纹前缘的应力强度因子 68
5.1 裂纹尖端的应力和位移［154-156］ 68
5.2 应力强度因子K的计算方法 69
5.3 空心轴表面裂纹的几何模型 73
5.4 空心轴表面裂纹前缘的应力变化 74
5.5 空心轴表面裂纹前缘的应力强度因子解析模型 75
5.6 空心轴半椭圆表面裂纹应力强度因子计算结果及分析 80
5.7 小结 83
6 缺口处短裂纹的疲劳扩展 85
6.1 缺口根部应力应变分析 85
6.2 裂纹应力强度因子表达式 86
6.3 缺口根部短裂纹应力强度因子 88
6.4 缺口根部短裂纹的扩展特性 92
6.5 小结 95
7 疲劳裂纹扩展规律与剩余寿命分析 96
7.1 疲劳裂纹扩展规律 97
7.2 空心轴表面疲劳裂纹扩展分析 98
7.3 空心轴表面疲劳裂纹扩展寿命预测方法 103
7.4 空心轴表面疲劳裂纹扩展特性分析结果 105
7.5 空心轴裂纹扩展寿命计算 106
7.6 带表面缺口车轴安全性评价 107
7.7 小结 109
参考文献 111