列車軸箱軸承的可靠性穩(wěn)健設計.pdf

1、高速鐵路擁有諸多極為顯著的優(yōu)勢，如安全性高、行車速度高、能耗低、環(huán)境污染輕、舒適性高等，它對全球經濟的快速發(fā)展起到十分重要的作用。而列車作為鐵路的技術核心，綜合集成了機械、材料、計算機等諸多現代科學技術。軸承作為列車關鍵部件之一，同樣起到相當重要的作用。在列車運行過程中，軸箱軸承的內圈與軸通過一定量的過盈配合形式，用以傳遞扭矩，軸承內圈隨軸旋轉，承受循環(huán)載荷，軸承外圈與軸箱固定，并不旋轉，而且承受局部載荷。軸承涉及了接觸問題，因此分析較

2、為復雜。由于軸承特有的接觸形式，在受載后的高應力區(qū)，軸承結構易于產生應力集中過大的現象，同時產生裂紋甚至發(fā)生破壞。軸承的可靠性可直接影響到整個列車的正常運轉，甚至影響到整車的安全，因此，研究并分析軸承中某些設計參數對軸承可靠度的影響，為列車關鍵部件的可靠性研究提供了較為系統(tǒng)的理論和方法。
　　本文在大量吸收國內外有關結構可靠性設計與可靠性穩(wěn)健設計的研究基礎之上，對軸承的結構可靠性及可靠性靈敏度問題進行了分析研究。主要分析的內容有:

3、首先，進行軸承內圈與軸的過盈接觸分析，并對軸承內圈進行強度分析，以確保軸承與軸的良好裝配狀態(tài)。其次，建立列車軸承的參數化模型，設定軸承上相應的結構參數，并根據軸承實際所受載荷工況的要求，結合非線性接觸理論，利用有限元法分析了軸承結構中滾子與內、外圈接觸處的應力大小與接觸情況，得到應力分布狀況，確定軸承在載荷作用下的危險部位的應力值，并對軸承在靜載荷下進行強度分析。再次，通過iSIGHT試驗設計和人工神經網絡方法(BP網絡)，擬合出軸承危

4、險部位最大應力與結構參數的函數關系，對軸承進行了可靠性設計。結合神經網絡技術以及可靠性靈敏度方法，得出各參數對軸承結構可靠度的敏感程度。最后，以輕量化為原則，對軸承的結構進行了可靠性穩(wěn)健設計，建立軸承質量與結構參數的函數關系，使其在滿足可靠度的前提下，對結構參數變化的靈敏度降到最低，并得到了優(yōu)化后的參數尺寸及可靠度，從而提高了軸承的穩(wěn)健性。
　　通過本文的研究，總結出用于軸承的可靠性穩(wěn)健設計方法，確保軸承以一定的可靠度正常運行，并