Nghiên cứu đánh giá độ bền và tuổi thọ mỏi của khung giá chuyển hướng và trục bách xe đầu máy D19E trên cơ sở lý thuyết đồng dạng phá hủy mỏi dạng tương đối

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN VÀ TUỔI THỌ MỎI

CỦA KHUNG GIÁ CHUYỂN HƯỚNG VÀ TRỤC BÁNH XE ĐẦU MÁY D19E

TRÊN CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỒNG DẠNG PHÁ HUỶ MỎI DẠNG TƯƠNG ĐỐI

PGS. TS. NGÔ VĂN QUYẾT

Học viện Kỹ thuật Quân sự

GS. TS. ĐỖ ĐỨC TUẤN

Trường Đại học Giao thông Vận tải

ThS. PHẠM LÊ TIẾN

Trường Cao đẳng nghề Đường sắt I

Tóm tắt: Bài báo giới thiệu phương pháp nghiên cứu và các kết quả đánh giá độ bền mỏi

(hệ số an toàn mỏi) và tuổi thọ mỏi của khung giá chuyển hướng và trục bánh xe đầu máy

D19E đang sử dụng tại Xí nghiệp đầu máy Hà Nội trên cơ sở lý thuyết đồng dạng phá huỷ mỏi

dạng tương đối.

Summary: In this article, authors present the reseach method and the evaluation result of

Fatigue Strength (calculation ratio of Fatigue Safety) and fatigue longivity of bogie frame and

wheel shafts of locomotive - type D19E which have been operating by Hanoi Locomotive

Enterprise basing on theory of relativity similar fatigue failure.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Đầu máy D19E là loại đầu máy chiếm một tỷ lệ lớn trong tổng số các loại đầu máy hiện có

của nước ta. Sau khoảng 2 năm vận dụng loại đầu máy này tại Xí nghiệp đầu máy Hà Nội, các

xà dọc của một số lớn khung giá chuyển hướng đã xuất hiện các vết nứt, dẫn tới nguy cơ mất an

toàn rất lớn cho việc chạy tàu. CKck

Để có cơ sở tiếp tục sử dụng, khái thác loại đầu máy này trong thời gian tới với yêu cầu tốc ck

độ chạy tàu ngày càng được nâng cao, thời gian vừa qua ngành đường sắt Việt Nam đã đề xuất

vấn đề nghiên cứu và đánh giá độ bền mỏi của các kết cấu bộ phận chạy của đầu máy, trong đó

có trục của bánh xe và khung giá chuyển hướng.

Để đánh giá được độ bền mỏi và tuổi thọ mỏi của khung giá chuyển hướng đầu máy D19E

cần có các kết quả chính xác về các đặc trưng mỏi của vật liệu bằng cả phương pháp thực

nghiệm và bằng cả phương pháp tính toán lý thuyết. Trong bài báo này trình bày phương pháp

đánh giá độ bền mỏi của khung giá chuyển hướng và trục bánh xe của đầu máy D19E (đợt 1) ở

Xí nghiệp đầu máy Hà Nội theo phương trình đồng dạng phá huỷ mỏi tương đối [2].

II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN

2.1. Cơ sở đánh giá độ bền mỏi khung giá chuyển hướng đầu máy D19E theo phương

trình đồng dạng phá huỷ mỏi tương đối

a. Cơ sở lý thuyết tính hệ số an toàn

Khung giá chuyển hướng và trục bánh xe đầu máy D19E vừa chịu mô men xoắn, vừa chịu

mô men uốn và lực dọc trục nên ứng suất tại điểm nguy hiểm của mặt cắt nguy hiểm thay đổi

theo chu kỳ ứng suất đối xứng (r = - 1). Hệ số an toàn mỏi được xác định như sau:

Gọi:

kσ - Hệ số tập trung ứng suất pháp thực tế;

kτ - Hệ số tập trung ứng suất tiếp thực tế.