Báo cáo khoa học: Nghiên cứu đánh giá độ bền mỏi trục bánh xe đầu máy D9E trên cơ sở lý thuyết 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 trục bánh xe 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: "Nghiên cứu đánh giá độ bền mỏi trục bánh xe đầu máy D9E trên cơ sở lý thuyết đồng dạng phá huỷ mỏi" Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái trôc b¸nh xe ®Çu m¸y D9E trªn c¬ së lý thuyÕt ®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 trôc b¸nh xe ®Çu m¸y D9E ®ang sö dông trªn ®−êng s¾t ViÖt Nam trªn c¬ së lý thuyÕt ®ång d¹ng ph¸ huû mái. Summary: The article presents the research method and results of the fatigue endurance evaluation (fatigue safety rate) of the D9E locomotive’s wheel axes used in Viet nam railway. The research method was based on the familiar fatigue destruction theory.I. §Æt vÊn ®Ò §Çu m¸y D9E ®−îc sö dông trong ngµnh §−êng s¾t ViÖt Nam ®· h¬n 40 n¨m. §Ó cã c¬ sëtiÕp tôc sö dông, khai th¸c lo¹i ®Çu m¸y nµy trong thêi gian tíi víi yªu cÇu tèc ®é ch¹y tµu ngµycµng ®−îc n©ng cao, thêi gian võa qua ngµnh §−êng s¾t ViÖt Nam ®· ®Ò xuÊt vÊn ®Ò nghiªncøu vµ ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái cña c¸c kÕt cÊu bé phËn ch¹y cña ®Çu m¸y, trong ®ã cã trôc b¸nhxe. §Ó ®¸nh gi¸ ®−îc ®é bÒn mái vµ tuæi thä mái cña trôc b¸nh xe ®Çu m¸y D9E cÇn cã c¸ckÕt qu¶ x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng mái cña vËt liÖu. VÊn ®Ò nµy ®· ®−îc ®· ®−îc tr×nh bµy trong [2].Trong bµi b¸o nµy tr×nh bµy ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái theo ph−¬ng tr×nh ®ång d¹ngph¸ huû mái t−¬ng ®èi.ii. C¬ së ®¸nh gi¸ ®é bÒn mái trôc b¸nh xe ®Çu m¸y D9E theo ph−¬ng tr×nh®ång d¹ng ph¸ huû mái t−¬ng ®èi 2.1. C¬ së lý thuyÕt tÝnh to¸n hÖ sè an toµn Trôc b¸nh xe ®Çu m¸y nãi chung vµ cña ®Çu m¸y D9E nãi riªng võa chÞu m« men xo¾n,võa chÞu m« men uèn vµ lùc däc trôc, nªn øng suÊt thay ®æi theo chu kú øng suÊt ®èi xøng(r = - 1). §èi víi tr−êng hîp kτ / kσ = 1, hÖ sè an toµn mái ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau [3]: Gäi: k σ - hÖ sè tËp trung øng suÊt ph¸p thùc tÕ; k τ - hÖ sè tËp trung øng suÊt tiÕp thùc tÕ. kτ = 1 , cã thÓ viÕt: §èi víi tr−êng hîp kσ 1 1 1 + = s2 s2 s2 σ τtrong ®ã: s - hÖ sè an toµn mái do mét chÕ ®é t¶i träng t−¬ng ®−¬ng g©y ra sù ph¸ huû nh− chÕ ®ét¶i träng M vµ T. σ −1kct sσ - hÖ sè an toµn øng suÊt ph¸p: sσ = , (1) σa τ −1kct sτ - hÖ sè an toµn øng suÊt tiÕp: sτ = , (2) τa σa- biªn ®é øng suÊt ph¸p do m«men uèn M g©y ra; τa - biªn ®é øng suÊt tiÕp do m«men xo¾n T g©y ra; σ-1kct - øng suÊt ph¸p lín nhÊt t¹i kh©u yÕu nhÊt trong chi tiÕt m¸y (trôc b¸nh xe) sÏ g©y rasù ph¸ huû ë chu kú ®èi xøng víi sè chu kú øng suÊt c¬ së N0; τ-1kct - øng suÊt tiÕp lín nhÊt t¹i kh©u yÕu nhÊt trong chi tiÕt m¸y (trôc b¸nh xe) sÏ g©y ra sùph¸ huû ë chu kú ®èi xøng víi sè chu kú øng suÊt c¬ së N0. Tõ ®ã suy ra ®iÒu kiÖn kh«ng ph¸ huû v× mái lµ: s σ .s τ ≥ [s], s= (3) s2 + s2 σ τ 2.2. Ph−¬ng tr×nh ®ång d¹ng ph¸ huû mái t−¬ng ®èi D¹ng tæng qu¸t cña ph−¬ng tr×nh ®ång d¹ng ph¸ huû mái t−¬ng ®èi lµ: S max = S gh ⎛ ε ∞ + a Π b 10 p s ⎞ , u .s ⎜ ⎟ (4) ⎝ ⎠trong ®ã: Smax - øng suÊt lín nhÊt t¹i “kh©u yÕu nhÊt“ trong chi tiÕt m¸y sÏ g©y ra sù ph¸ huû ë x¸csuÊt P% (øng suÊt lín nhÊt Smax nµy cã ...