过盈量和套管长度对EA4T车轴钢微动疲劳行为的影响及其微动疲劳极限的预测

高铁EA4T钢车轴与轮毂配合边缘部位微量的相对滑动往往导致该位置发生微动磨损,严重损害了车轴的疲劳性能和列车安全性。采用轴/套管试样模拟车轴/轮毂结构,研究了过盈量(0.01、0.02和0.03 mm)和套管长度(10 mm和15 mm)对EA4T钢室温微动疲劳性能的影响规律,应用有限元计算了轴/套接触区的压应力分布,提出了基于车轴/套管过盈配合处摩擦力的微动疲劳极限的预测公式。结果表明:随着过盈量增加或套管长度减小,轴与套管接触区边缘处的径向压应力和轴向摩擦力增加,EA4T钢的疲劳极限下降了17.1%~28.6%;接触区边缘产生氧化铁磨屑,促进疲劳裂纹多源萌生。微动疲劳极限的预测公式为σ_(1WF)=σ_(-1)-αμP。

旋转弯曲载荷下EA4T车轴钢微动疲劳行为的研究

高铁车轮轴与轮毂过盈配合部位常常发生相对滑动,导致微动磨损,影响了车轴的疲劳性能。采用轴/套管试样模拟车轴/轮毂结构,应用悬臂梁旋转弯曲方法研究了动车组EA4T车轴钢室温微动疲劳性能,绘制了疲劳S-N曲线。结果表明微动磨损降低了EA4T车轴钢的疲劳寿命;随着过盈量的增加,轴上承受的压应力、轴向摩擦力和磨损区域增大,出现氧化铁磨屑,疲劳极限下降;多源疲劳裂纹均萌生于轴/套管接触区边缘轴的表面,疲劳裂纹扩张区出现疲劳辉纹,最终以韧窝形式发生断裂。初步提出微动疲劳极限预测方法。