Nghiên cứu đánh giá độ bền mỏi và tuổi thọ mỏi của khung giá chuyển hướng và trục bánh xe đầu máy D19E vận dụng trên đường sắt Việt Nam

Hiện nay, phương pháp tính toán của cơhọc phá hủy đàn hồi và các tiêu chuẩn thửnghiệm tính năng phá hủy đối với các loại vật liệu đều đã được hoàn thiện. Phương pháp cơhọc phá hủy đàn hồi được ứng dụng vào việc phân tích kết cấu phá hủy giòn và vấn đềphát triển vết nứt mỏi trong kết cấu... đều có thểnhận được kết quảcó ý nghĩa quan trọng và cần thiết.

Bởi vậy, việc nghiên cứu xác định đặc trưng mỏi của mẫu vật liệu cũng nhưphương pháp xác định độan toàn mỏi của kết cấu, chi tiết cho phép đánh giá một cách đầy đủhơn vềtình trạng độbền mỏi và tuổi thọmỏi của khung giá chuyển hướng và trục bánh xe đầu máy diesel trong quá trình vận dụng hiện nay. Từ đó đưa ra các giải pháp ngăn chặn vết nứt mỏi, nâng cao độbền mỏi, đảm bảo độtin cậy, độbền của khung giá chuyển hướng và trục bánh xe trong quá trình vận dụng, khai thác ở đường sắt nước ta là một vấn đềquan trọng, cấp thiết đang được đặt ra.

NỘI DUNG:

Chương 1: Tổng quan vềvấn đềnghiên cứu ............................................... 3

1.1. Khái niệm vềcơhọc phá huỷ ..................................................................................................... 3

1.1.1. Khái niệm về độbền cơhọc phá huỷ ..................................................................................... 3

1.1.2. Ứng dụng của cơhọc phá huỷtrong kỹthuật..................................................................... 4

1.1.3. Những khái niệm cơbản vềLý thuyết mỏi ........................................................................ 5

1.1.4. Những chỉtiêu phá huỷmỏi ...................................................................................................... 6

1.2 Bản chất sựphá huỷmỏi .............................................................................................................. 7

1.3 Độbền vật liệu của kết cấu và các chỉtiêu đánh giá ...................................................... 11

1.4. Tổng quan về đầu máy diezel truyền động điện D19E vận dụng trên

đường sắt Việt nam ....................................................................................................................... 15

1.4.1. Khái niệm về đầu máy D19E .................................................................................................... 15

1.4.2. Tình hình vận dụng ĐM D19E đang sửdụng trên ĐSVN .......................................... 16

1.5 Tình hình vềvấn đềnghiên cứu ởtrong và ngoài nước ............................................. 18

1.5.1 Tình hình nghiên cứu vấn đề ởngoài nước ......................................................................... 18

1.5.2. Tình hình nghiên cứu vấn đề ởtrong nước ........................................................................ 21

1.6. Mục tiêu, hướng, phương pháp và nội dung nghiên cứu của đềtài ..................... 26

1.7 Kết luận chương 1 ............................................................................................................................ 28

Chương 2: Cơsởlý thuyết đánh giá độbền mỏi và dựbáo tuổi thọmỏi

khung giá chuyển hướng và trục bánh xe đầu máy..................30

2.1. Sựlan truyền vết nứt mỏi ........................................................................................................... 30

2.1.1 Cơhọc phá huỷ đối với vết nứt mỏi......................................................................................... 30

2.1.2 Đặc điểm của vùng đàn - dẻo ở đầu vết nứt ........................................................................ 32

2.1.3 Tốc độphát triển vết nứt mỏi ...................................................................................................... 33

2.2. Phương trình đồng dạng phá huỷmỏi .................................................................................. 36

2.2.1. Phương trình đồng dạng phá huỷmỏi dạng tuyệt đối .................................................... 36

2.2.2. Phương trình đồng dạng phá huỷmỏi dạng tương đối .....................................38

2.3. Đềxuất một dạng phương trình lan truyền vết nứt có kểtới tần số

tải trọng đối với KGCH đầu máy D19E ............................................................................. 39

2.3.1 Những nhận xét ................................................................................................................................ 40

2.3.2. Cơsởlý thuyết ............................................................................................................................... 41

2.3.3. Những giảthiết ............................................................................................................................... 42

2.3.4. Phương pháp xây dựng .............................................................................................................. 42

2.4. Tính toán độbền mỏi theo các hệsốan toàn ................................................................... 44

- VI - 2.4.1. Tính toán độbền mỏi theo các hệsốan toàn khi đặt tải ổn định .............................. 44

2.4.2. Tính độbền mỏi theo các hệsốan toàn khi đặt tải không ổn định .......................... 46

2.5. Dựbáo tuổi thọmỏi ....................................................................................................................... 46

2.5.1. Khái niệm cơbản vềtuổi thọmỏi .......................................................................................... 46

2.5.2. Các phương pháp ước lượng sức sống các bộphận khi đặt tải không ổn định.. 47

2.6. Kết luận chương 2 ........................................................................................................................... 48

Chương 3: Nghiên cứu thửnghiệm xác định các đặc trưng cơhọc,

đặc trưng mỏi mẫu vật liệu khung giá chuyển hướng và

trục bánh xe đầu máy D19E ..................................................... 49

3.1. Phân tích thành phần kim loại, xác định mác ................................................................. 49

3.1.1. Phân tích vật liệu trục bánh xe đầu máy D19E .................................................................. 49

3.1.2. Phân tích vật liệu khung giá chuyển hướng đầu máy D19E ....................................... 50

3.2. Xác định tiêu chuẩn thửnghiệm ............................................................................................. 51

3.2.1. Tiêu chuẩn thửnghiệm xác định giới hạn mỏi ................................................................. 51

3.2.2. Tiêu chuẩn thửnghiệm tốc độlan truyền vết nứt và độdai phá huỷ ...................... 51

3.3. Chếtạo các mẫu vật liệu thửnghiệm ................................................................................... 54

3.3.1. Chuẩn bịphôi của mẫu vật liệu thửnghiệm ..................................................................... 54

3.3.2. Mẫu vật liệu thửnghiệm xác định các đặc trưng cơhọc .............................................. 55

3.3.3. Mẫu vật liệu thửnghiệm xác định giới hạn mỏi .............................................................. 55

3.3.4. Mẫu vật liệu thửnghiệm xác định tốc độlan truyền vết nứt và độdai

phá huỷ ............................................................................................................................................... 56

3.4 Thiết bịthửnghiệm……………………………………………….......…………....................……57

3.4.1. Thiết bịthửnghiệm xác định đặc trưng cơhọc của mẫu ............................................. 57

3.4.2. Thiết bịthửnghiệm xác định giới hạn mỏi ........................................................................ 58

3.4.3. Thiết bịthửnghiệm xác định tốc độlan truyền vết nứt và độdai phá huỷ.............. 59

3.5. Thửnghiệm xác định các đặc trưng cơhọc của mẫu thửnghiệm:

giới hạn chảy, giới hạn bền, môđun đàn hồi và hệsốbiến dạng ........................... 61

3.6. Thửnghiệm xác định giới hạn mỏi ........................................................................................ 63

3.6.1. Thửnghiệm xác định giới hạn mỏi của vật liệu KGCH ............................................... 63

3.6.2. Thửnghiệm xác định giới hạn mỏi của vật liệu TBX ................................................... 66

3.7. Thửnghiệm xác định tốc độlan truyền vết nứt và độdai phá huỷ ................... 69

3.7.1. Thửnghiệm xác định tốc độlan truyền vết nứt và độdai phá huỷcủa

mẫu vật liệu KGCH ......................................................................................................................69

3.7.2. Thửnghiệm xác định tốc độlan truyền vết nứt và độdai phá huỷcủa

mẫu vật liệu TBX............................................................................................................................74

3.8. Kết luận chương 3 ............................................................................................................................77

- VII -

Chương 4: Tính toán độbền mỏi và dựbáo tuổi thọmỏi khung giá

chuyển hướng và trục bánh xe của đầu máy D19E....................78

4.1. Đặc điểm kết cấu của KGCH và TBX đầu máy diezel D19E ................................ 78

4.1.1. Giới thiệu tổng thể đầu máy D19E kiểu CKD

7F

.............................................................. 78

4.1.2. Kết cấu trục bánh xe đầu máy D19E ..................................................................................... 80

4.1.3. Kết cấu khung giá chuyển hướng đầu máy D19E ........................................................... 81

4.2. Tính toán lý thuyết kiểm nghiệm độbền khung giá chuyển hướng

và trục bánh xe đầu máy D19E .............................................................................................. 82

4.2.1. Tính toán lý thuyết kiểm nghiệm độbền KGCH đầu máy D19E ............................ 82

4.2.2. Tính toán lý thuyết kiểm nghiệm độbền TBX đầu máy D19E ................................. 87

4.3. Tính toán độbền mỏi theo lý thuyết cơhọc phá huỷ .................................................92

4.3.1. Tính độbền mỏi mỏi theo lý thuyết đồng dạng phá huỷmỏi ...................................92

4.3.2. Tính toán độbền mỏi theo ngưỡng phát triển vết nứt mỏi ....................................... 125

4.4. Dựbáo tuổi thọmỏi KGCH đầu máy D19E .................................................................. 133

4.5. Một sốbiện pháp nâng cao độbền mỏi cho KGCH ................................................... 136

4.5.1. Giảm mức độ ứng suất tập trung cục bộcủa kết cấu KGCH ................................... 137

4.5.2. Tránh vận dụng đầu máy khi chịu tải với tần sốnhỏbất lợi .................................... 139

4.6. Kết luận chương 4 ......................................................................................................................... 139

Kết luận chung ..

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: