高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度分析

江昆 趙克磊 商浩 劉艷

摘 要：轉(zhuǎn)向架作為高速貨車的重要結(jié)構(gòu)組成部分，其焊接部件疲勞強(qiáng)度直接關(guān)系到了高速貨車運(yùn)行的安全性和運(yùn)行時(shí)長。高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件常會(huì)由于焊接材料本身的屈服強(qiáng)度、焊接表面狀態(tài)以及冶金缺陷等問題而影響其疲勞強(qiáng)度，給高速貨車運(yùn)行埋下轉(zhuǎn)向架故障隱患。本文對(duì)高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度的影響因素進(jìn)行分析，提出其疲勞強(qiáng)度提升的對(duì)策，以降低高速貨車的故障發(fā)生概率。

關(guān)鍵詞：高速貨車;轉(zhuǎn)向架焊接部件;疲勞強(qiáng)度;影響因素

疲勞強(qiáng)度也稱之為疲勞極限，主要是指材料在多次交變荷載作用而不會(huì)產(chǎn)生損壞的最大應(yīng)力。在常規(guī)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算中，大多是以名義上的應(yīng)力為基礎(chǔ)的，分為無限壽命計(jì)算和有效壽命計(jì)算[1]。高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度直接關(guān)系到了高速貨車運(yùn)行中的故障發(fā)生概率，一旦轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度受到影響，就會(huì)增加高速貨車轉(zhuǎn)向架故障發(fā)生的概率，影響高速貨車的正常運(yùn)行。

一、高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度的影響因素

如圖1所示，轉(zhuǎn)向架是高速貨車的重要結(jié)構(gòu)組成部分，是多種機(jī)械零件結(jié)構(gòu)通過焊接的方式形成的 ，由于焊接影響，高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件的疲勞強(qiáng)度容易受到一些外在因素的影響，給高速貨車轉(zhuǎn)向架的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生故障隱患。

高速貨車轉(zhuǎn)向架的主要結(jié)構(gòu)組成如圖2所示，包含了拉桿、輪對(duì)、側(cè)架、下心盤、心盤銷、搖枕、固定支點(diǎn)以及彈簧、軸承系統(tǒng)以及托板、連桿等諸多結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)組成是通過焊接的方式而形成的結(jié)構(gòu)整體以及零部件連接，其焊接部件的疲勞強(qiáng)度對(duì)高速貨車的運(yùn)行有著重要的影響意義。而高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度的主要影響因素包含了三個(gè)方面：

第一，屈服強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度是轉(zhuǎn)向架焊接部件材料的基本屬性，與轉(zhuǎn)向架焊接部件的疲勞強(qiáng)度有著重要聯(lián)系。一般情況下，高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件材料的屈服強(qiáng)度越高，其焊接部件的疲勞強(qiáng)度也越高，反之，材料的屈服強(qiáng)度低也會(huì)導(dǎo)致高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件的疲勞強(qiáng)度下降。

第二，表面狀態(tài)。高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部位的最大應(yīng)力多作用于焊接部件的表面位置，因此高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件的表面焊接狀態(tài)是其疲勞強(qiáng)度的主要影響因素之一。焊接部件表面的粗糙程度越小，高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件表面的應(yīng)力集中越小，其疲勞強(qiáng)度也就越高，而焊接部件表面粗糙程度的增加，就會(huì)使轉(zhuǎn)向架焊接部件的疲勞強(qiáng)度逐漸下降。

第三，冶金缺陷。冶金缺陷問題會(huì)導(dǎo)致高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件材料質(zhì)量下降，冶金缺陷中包含了材料中雜質(zhì)含量過高、材料存在氣泡等，都會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)向架焊接部件的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

二、高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度影響因素的解決對(duì)策

針對(duì)高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度影響中的一些現(xiàn)實(shí)影響問題，要采用有效解決對(duì)策，以提升轉(zhuǎn)向架焊接部件的疲勞強(qiáng)度，降低高速貨車轉(zhuǎn)向架運(yùn)行中故障發(fā)生的概率，保證高速貨車的運(yùn)行安全。

首先，嚴(yán)格保證高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件材料的質(zhì)量。材料的屈服強(qiáng)度是高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度的主要影響因素之一，因此在高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件的焊接材料選擇中，必須對(duì)材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，保證材料的質(zhì)量能夠滿足高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接質(zhì)量需求。與此同時(shí)，嚴(yán)格控制高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件的外形，保證其外形的合理性，避免因?yàn)橥庑文p而導(dǎo)致焊接部件的疲勞強(qiáng)度下降。通過對(duì)高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件材料質(zhì)量的控制，能夠保證材料的屈服強(qiáng)度，進(jìn)而提升高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件的疲勞強(qiáng)度。

其次，焊接部件表面控制措施。高速貨車運(yùn)行中，轉(zhuǎn)向架焊接部件的主要荷載應(yīng)力都集中在焊接部件的表面，包括高速貨車運(yùn)行中轉(zhuǎn)彎燈扭轉(zhuǎn)應(yīng)力以及貨物所產(chǎn)生的慣性應(yīng)力等，都會(huì)作用與焊接部件的結(jié)構(gòu)表面。因此在高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度控制中，必須對(duì)焊接部件表面進(jìn)行控制，保證焊接部件表面的質(zhì)量和強(qiáng)度，進(jìn)而全面提升高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件的疲勞強(qiáng)度，提升焊接部件表面的應(yīng)力荷載。

最后，應(yīng)用豪克能技術(shù)保證焊接部件的粗糙度。高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件的焊接面粗糙度是影響其疲勞強(qiáng)度的主要因素之一，因此在轉(zhuǎn)向架焊接部件焊接過程中，必須對(duì)焊接部件的粗糙度進(jìn)行控制，保證焊接部件粗糙度滿足轉(zhuǎn)向架疲勞強(qiáng)度要求。而豪克能技術(shù)就是利用激活能和沖擊能在金屬零件加工時(shí)對(duì)其表面進(jìn)行改性的加工技術(shù)體系，具有對(duì)金屬零件加工粗糙度控制的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因此在高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度控制中，就要在焊接部件的焊接過程中應(yīng)用豪克能技術(shù)，充分保證焊接部件表面粗糙度滿足高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度要求，降低高速貨車轉(zhuǎn)向架的故障發(fā)生概率[2]。

三、結(jié)束語

轉(zhuǎn)向架作為高速貨車的重要結(jié)構(gòu)組成，轉(zhuǎn)向架焊接部件的疲勞強(qiáng)度直接影響到了高速貨車運(yùn)行的安全性和故障發(fā)生概率。因此在高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件焊接過程中，就要應(yīng)用科學(xué)化的對(duì)策，保證焊接部件的疲勞強(qiáng)度，提升高速貨車運(yùn)行的安全性，避免焊接部件疲勞強(qiáng)度不足導(dǎo)致故障隱患的存在，影響運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周張義， 李芾. 高速貨車轉(zhuǎn)向架焊接部件疲勞強(qiáng)度研究[J]. 中國鐵道科學(xué)（6）：130-132.

[2] 夏祥春. 貨車轉(zhuǎn)向架疲勞斷裂理論研究[J]. 時(shí)代農(nóng)機(jī)， 2018（3）.189-190.