1、為了適應(yīng)高速列車的運行要求，鐵道部四方車輛研究所組織全國多個單位聯(lián)合攻關(guān)，制定《160km/h以上客車及動車組用輪軸設(shè)計規(guī)范的制定及試驗研究》標(biāo)準(zhǔn)。本課題所研究的車輪疲勞壽命可靠性分析是該規(guī)范制定過程中的一項重要內(nèi)容。本文重點對兩種機車和客車車輪進行疲勞壽命試驗研究，運用概率論知識對車輪的疲勞壽命進行了可靠性分析，分析不同材料、不同結(jié)構(gòu)和加工工藝對車輪疲勞壽命的影響，為制定車輪設(shè)計規(guī)范提供了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 本課題研究了我國現(xiàn)行

2、兩大類車輪實體的疲勞性能，疲勞試樣取自于實物車輪，故綜合反映了不同的車輪結(jié)構(gòu)、加工工藝、材料的疲勞性能。實驗前對疲勞試樣的取材部位、切割方式、加工工藝、力學(xué)性能進行了大量的分析準(zhǔn)備工作，保證了試樣的原始狀態(tài)和結(jié)果的真實可靠性。 本文重點對兩種類型的車輪材料進行疲勞試驗研究，車輪鋼材疲勞極限是安全評定和可靠性分析的基礎(chǔ)，是車輪進行抗疲勞設(shè)計的重要依據(jù)，為了測試疲勞極限，本文使用配對升降法；為了繪制兩種車輪S-N曲線，使用成組法在三

3、級應(yīng)力水平下測試了其疲勞壽命，由于在長壽命區(qū)疲勞壽命分布分散性大，故在中等壽命區(qū)選擇三級應(yīng)力水平，運用可靠性原理對每組試驗數(shù)據(jù)進行了可靠性分析。 使用升降法和成組法中的試驗數(shù)據(jù)，利用最小二乘法擬合兩種車輪的中值應(yīng)力-壽命曲線，即S-N曲線；對同一應(yīng)力水平下疲勞壽命分布進行正態(tài)性檢驗，證明了兩種車輪的疲勞壽命服從對數(shù)正態(tài)分布，在此基礎(chǔ)上計算了不同可靠度的P-S-N曲線。 通過對兩種類型車輪鋼材的P-S-N曲線方程的分析，應(yīng)

4、用數(shù)值計算方法研究了可靠度P與P-S-N曲線方程參數(shù)的關(guān)系，得出了可靠度P與P-S-N曲線方程參數(shù)之間呈線性關(guān)系，這種線性關(guān)系對兩種車輪材料具有普遍意義，此結(jié)果為得到兩種材料在任意可靠度下P-S-N曲線估計的通用數(shù)學(xué)方程式奠定了基礎(chǔ)。 根據(jù)可靠度P與P-S-N曲線方程參數(shù)的關(guān)系，運用概率論原理計算了兩種車輪鋼材在任意可靠度下的P-S-N曲線估計方程，對兩種材料使用P-S-N曲線估計方程可直接計算任意可靠度下不同應(yīng)力的疲勞壽命，對