Báo cáo khoa học: đánh giá độ bền mỏi khung giá chuyển h-ớng đầu máy D9E trên cơ sở ph-ơng trình đồng dạng phá huỷ mỏi

Bài báo giới thiệu ph-ơng pháp nghiên cứu và các kết quả đánh giá độ bền mỏi (hệ số an toàn mỏi) của khung giá chuyển h-ớng đầu máy D9E đang sử dụng trên đ-ờng sắt Việt Nam trên cơ sở lý thuyết đồng dạng phá huỷ mỏi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "đánh giá độ bền mỏi khung giá chuyển h-ớng đầu máy D9E trên cơ sở ph-ơng trình đồng dạng phá huỷ mỏi" ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái khung gi¸ chuyÓn h−íng ®Çu m¸y D9E trªn c¬ së ph−¬ng tr×nh ®ång d¹ng ph¸ huû mái PGS. TS. §ç ®øc tuÊn Bé m«n §Çu m¸y - Toa xe Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §H GTVT PGS. TS. Ng« v¨n quyÕt Häc viÖn kü thuËt qu©n sù ThS. Ph¹m lª tiÕn Tr−êng Trung häc §−êng s¾t Tãm t¾t: Bμi b¸o giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu vμ c¸c kÕt qu¶ ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái (hÖ sè an toμn mái) cña khung gi¸ chuyÓn h−íng ®Çu m¸y D9E ®ang sö dông trªn ®−êng s¾t ViÖt Nam trªn c¬ së lý thuyÕt ®ång d¹ng ph¸ huû mái. Summary: In this article, the Fatigue Strength of direction frame of locomotives D9E has been determined based on the equation of similar Fatigue failure. The new method of computing and concrete examples are also presented.I. ®Æt vÊn ®Ò §Ó ®¸nh gi¸ ®−îc ®é bÒn mái vµ tuæi thä mái cña c¸c kÕt cÊu bé phËn ch¹y ®Çu m¸y diezelnãi chung vµ xe ®Çu m¸y D9E nãi riªng nh− khung gi¸ chuyÓn h−íng, bé trôc b¸nh xe, cÇn södông kÕt qu¶ x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng mái cña mÉu vËt liÖu. C¸c kÕt qu¶ nµy ®· ®−îc tr×nh bµytrong [2]. Tõ c¸c kÕt qu¶ ®ã ®· tiÕn hµnh ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái (hÖ sè an toµn mái) cña trôcb¸nh xe ®Çu m¸y D9E ®ang sö dông trªn ®−êng s¾t ViÖt Nam trªn c¬ së lý thuyÕt ®ång d¹ngph¸ huû mái t−¬ng ®èi [6]. Trong bµi b¸o nµy tr×nh bµy ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu vµ c¸c kÕt qu¶ ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái(hÖ sè an toµn mái) cña khung gi¸ chuyÓn h−íng ®Çu m¸y D9E trªn c¬ së lý thuyÕt ®ång d¹ngph¸ huû mái t−¬ng ®èi.I I. C¬ së ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái khung gi¸ chuyÓn h − íng ®Çu m¸y D9Etheo ph − ¬ng tr×nh ®ång d¹ng ph¸ huû mái t − ¬ng ®èi 2.1. C¬ së lý thuyÕt tÝnh hÖ sè an toµn Khung gi¸ chuyÓn h−íng ®Çu m¸y D9E võa chÞu m« men xo¾n, võa chÞu m« men uèn vµlùc däc xµ nªn øng suÊt t¹i ®iÓm nguy hiÓm cña mÆt c¾t nguy hiÓm (D - D) thay ®æi theo chu kúøng suÊt kh«ng ®èi xøng (r ≠ - 1) [3] vµ theo [5] víi tr−êng hîp kτ / kσ ≠ 1 (kτ / kσ + a’, b’ lµ nh÷ng h»ng sè míi cña vËt liÖu lµm tiÕt m¸y, ph¶n ¸nh ®Æc tr−ng cÊu tróc cña vËtliÖu vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc thùc tÕ cña tiÕt m¸y. + Π - ®−îc gäi lµ chØ tiªu ®ång d¹ng Π ph¸ huû mái kh«ng thø nguyªn. ý nghÜa cña Π lµ: mÉu chuÈn cña tiÕt m¸y thùc cã h×nh d¹ng vµ kÝch th−íc kh¸c nhaunh−ng nÕu cã cïng trÞ sè Π th× sÏ cã cïng mét hµm ph©n phèi giíi h¹n mái khi cïng mét tr¹ngth¸i øng suÊt. C«ng thøc tÝnh to¸n chØ tiªu Π nh− sau [1]: Tr−êng hîp tiÕt m¸y chÞu uèn: ⎛ G ctu .Wmu ⎞ Πu = ⎜ ⎟, (5) ⎜ Gmu .W ⎟ ⎝ ctu ⎠ Tr−êng hîp tiÕt m¸y chÞu xo¾n: ⎛ G ctx .Wmx ⎞ Πx = ⎜ ⎟, (6) ⎜ Gmx .W ⎟ ⎝ ⎠ ctxtrong ®ã: + G mu ; G mx - gra®ien t−¬ng ®èi cña øng suÊt chÞu uèn vµ xo¾n cña mÉu chuÈn tr¬n; + G ctu ; G ctx - gra®ien t−¬ng ®èi cña øng suÊt uèn vµ xo¾n cùc ®¹i cña tiÕt m¸y; + Wmu ; Wmx - m«men chèng uèn vµ xo¾n cña mÉu chuÈn tr¬n; + Wctu ; Wctx - m«men chèng uèn vµ xo¾n cña tiÕt m¸y; ChØ tiªu Π phô thuéc vµo tr¹ng th¸i øng suÊt (kÐo, nÐn, uèn, xo¾n...) còng nh− phô thuécvµo chÝnh khÝch th−íc cña tiÕt m¸y.iii. øng dông ph−¬ng tr×nh ®ång d¹ng ph¸ huû mái t−¬ng ®èi ®Ó tÝnh hÖ sèan toμn mái cho khung gi¸ chuyÓn ®Çu m¸y D9E Qua c¸ch tÝnh to¸n ®é bÒn khung gi¸ chuyÓn ®Çu m¸y D9E ë [2], [4] ta chän mÆt c¾t D - Dtrªn xµ däc khung gi¸ chuyÓn lµ mÆt c¾t nguy hiÓm nhÊt v× cã Mu vµ Mx lín nhÊt, ®−îc thÓ hiÖntrªn h×nh 1. §èi víi xµ däc khung gi¸ chuyÓn cã kÕt cÊu h×nh hép rçng vµ thay ®æi kÝch th−íc theochiÒu däc cña xµ däc khung gi¸ chuyÓn vËy cã thÓ xem xÐt sù ®ång d¹ng vÒ n¨ng l−îng vµ vËtchÊt, trong tÝnh to¸n mái ta cã thÓ coi xµ däc khung gi¸ chuyÓn cã kÕt cÊu trô bËc rçng. VËy tÝnh®−îc hÖ sè an toµn mái cho khung gi¸ chuyÓn theo chØ tiªu ®ång d¹ng Π nh− sau: ChuyÓn mÆt c¾t D - D thµnh h×nh vµnh kh¨n, gi÷ nguyªn chu vi ngoµi vµ trÞ sè diÖn tÝch mÆtc¾t kh«ng ®æi, vµ tÝnh ®Õn s¸t mÆt tiÕp xóc cã gèi ®ì ®µn håi, ®−îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2 vµ b¶ng 1.H×nh 1. KÕt cÊu khung gi¸ chuyÓn h−íng ®Çu m¸y D9E MU ...