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1、基于日本标准的强度分析采用日本JISE4501铁道车辆车轴强度设计方法和JISE4502铁道车辆车轴品质要求，对CRH2动车组非动力车轴进行疲劳强度计算和分析。日本的车轴疲劳强度计算中考虑了车体振动引起的垂向和横向加速度对弯曲应力的影响，不过动载荷系数的取法与欧洲有所不同，在欧洲标准中，一般垂向动态载荷系数=O25，横向动态载荷系数卢=0175，日本标准中的动态载荷系数 日本JIS车轴的受力简图然后通过相关资料找到ZMA120型车非动力车轴参数如下表:dmmrmmjmmgmmammhmmxmmymmlmm2028402100149317014006372135其中轴重为14t，经换算得到W=1
2、37.2knVKm/hAvAlWknPknQ0knR0kn800.420.20137.227.4418.2941.171000.520.24137.232.9321.9349.411200.620.28137.238.4225.6157.64轮座处得许用应力awb取147Mpa，该车轮处得弯矩、应力计算结果和安全系数列于下表一 车轴的强度分析(一)基于日本标准的强度校核采用日本JISE4501铁道车辆车轴强度设计方法和JISE4502铁道车辆车轴品质要求，对A型080城轨车辆非动力车轴进行疲劳强度计算和分析。日本的车轴疲劳强度计算中考虑了车体振动引起的垂向和横向加速度对弯曲应力的影响，不过动载
3、荷系数的取法与欧洲有所不同，在欧洲标准中，一般垂向动态载荷系数为O25，横向动态载荷系数为0175，它们与车辆的运行速度无关；而日本标准中，动态载荷系数取决于运行线路和速度，具体的取值见下表。日本标准中的动态载荷系数线路状态等级速度Vkm/hvl改进的高速线SA20035000027v0030+000060 v高速线AA150-28000027v0030+000085 v改进的既有线AA6016000027v0040+00012 v600.16O11既有线BB6013000052v0060+00018 v600.31017符号说明符号说明单位ammd轮座径mmg车轮踏面间距离mmhmmjmml
4、mmr车轮踏面半径mmZ轴轮座处抗弯截面模数mm*mmP横向力NQ.颈上的垂向力，NR.P引起的踏面上的垂向力NW车辆轴重NM1轮座处P引起的弯曲力矩mN*mM2轮座处垂向动态载荷引起的弯曲力矩mN*mM3轮座处横向力引起的弯曲力矩mN*mb轮座处的弯曲应力N/mmwbN/mmLv垂向动态载荷系数m安全系数n疲劳安全率G车轴重心V使用最高速度车轴受力简图车轴相关参数列表。dmmrmmjmmgmmammhmmxmmymmlmm20284021001493170137.26372135根据标准JISE4501，车轴轮座位置的弯曲应力由下式确定：在我国，动车组实际运行线路既有改进的既有线路又有客运专
5、线，并且很快将有满足90kmh时速的高速线路，所以在计算中，车辆的运行速度按照不同的线路情况选取，分别取为90kmh、80kmh和60kmh。车轴的动态载荷系数和载荷计算结果列于下表A 型地铁080车辆非动力车轴载荷计算结果Vkm/hvLWkNPkNQ.kNR.kN800.420.20137.227.418.341.21000.520.24137.232.921.949.41200.620.28137.238.425.657.6轮座处的许用应力取147MPa，该车轴轮座处的弯矩、应力计算结果和安全系数列于表A型地铁转向架非动力车轴轮座处的应力计算结果Vkm/hM1Kn*mmM2kN*mmM3k
6、N*mmbMpan60174052785936362.22.48017405375910291672.29017405422911268702.1A型地铁转向架车轴材料为25CrMo4，采用高频淬火热处理和滚压工艺，根据JISE4502取车轴轮座处的疲劳许用应力为147MPa。由表510可见，A型地铁转向架非动力车轴轮座处的最大弯曲应力为70MPa，出现在时速90km/h的运行条件下，远小于材料的许用应力，安全裕度较大。因此，按照日本标准，该车轴满足强度设计要求。（二）欧洲标准与日本标注车轴强度分析的比较通过采用欧洲标准和日本标准对arm0808型车城轨车辆非动力车轴进行强度分析，可以发现，两
7、种标准计算车轴强度有很大区别，主要体现在以下方面：1. 强度计算的部位不同。日本标准重点考虑轮座部位的疲劳强度，而欧洲标准考虑了轴上各个部位的疲劳强度。图510示出了车轴压装部位的形状简图，欧洲车轴采用大直径比Dd和小过渡圆角半径厂，由于高的应力集中使其过渡圆角成为疲劳裂纹的危险部位，轮轴接触表面相对不那么重要，因此也没有采取工艺措施来提高压装部位的疲劳强度。而日本采用大半径厂和小的直径比Dd而应力影响小，因此过渡部位的应力集中较小，轮座成为车轴的疲劳薄弱部位，如果轮座部位满足要求，其它部位肯定满足设计要求。 压装部位的形状简图2. 车轴的热处理工艺不同，许用应力的值也不同。欧洲标准中车轴的热处理为退火处理，而日本为了提高轮座部位的疲劳强度，新干线高速铁路从1964年开始运营起，就一直采用高频硬化工艺。在锻造和机加工之后，进行整体高频硬化，并且通过不断改进高频硬化方法和精加工过程，进一步改善其残余应力和硬度分布。因此日本标准中车轴的许用应力较欧洲标准更高。3. 欧洲和日本的车轴疲劳强度计算都考虑了车体振动引起的垂向和横向加速度的影响，但动载荷系数的取法有所不同。欧洲标准中，如果没有特殊说明，垂向动态载荷系数=o25，横向动态载荷系数=0175，它们与车辆的运行速度无关；而日本标准中，动态载荷系数取决于运行线路和速度。
