UG+ANSYS货车轮对结构性能有限元分析与仿真研究(2)
自从世界上有第一条铁路，到现在已经有了180多年的历史了。铁路是一种现代化的运输工具，它是随着社会的生产、发展和需求而产生的、发展和完善起来的。铁路运输具有运输能力比较大、速度比较快、安全性比较高、运输成本比较低、受到自然环境的影响比较小等优点。现在，它已经成为了很多国家的主要运输形式。
1876年，中国土地上出现了第一条铁路-吴淞铁路，在经过了100多年的发展，铁路有的很大的发展，它以其速度及运量等优势，得到了迅速的发展，已经成为了世界各国重要的交通运输工具。随着铁路速度的提高，一些在普通铁路上的不存在或被忽略的因素也在其运行过程中日渐暴露，成为了急需解决的问题。
1.1 选题的目的和意义
随着我国经济的高速发展，铁路货物运输也为了适应经济高速发展而快速增长，从而提高货车车辆制动能力一直成为了列车运行安全性的重点课题。铁路货车车辆运输是我们国家主要的货物运输方式，我们通常把铁路上用于载运货物的车辆统称为铁路货车车辆。而货车轮对，作为其上边的一个重要部件，被我们所重视。货车轮对是铁路上各种车辆不可缺少的重要部件，它的主要功能是承载货物、车体及其他部分组件的总重量，并且保证了铁路货车在钢轨上快速安全的行驶。然而失效，意着车辆发生了事故，轮对失去了它本应有的功能。轮对作为车辆运行安全的最重要的因素之一，随着运行速度的不断提高，铁路车辆对轮对的要求也越来越严格。所以，提高铁路车辆的运行能力，延长其寿命，对其确保安全生产，降低运行成本，提高运行速度，生产效益有着深远的意义[1]。
铁路作为现代文明和社会进步的高科技运输产品，是以其超高的速度、超大的容量、低污染和安全可靠闻名的交通运输工具。它的使用将大大减少交通运输的花费成本，从而产生巨大的经济效益。然而我们必须面对的问题是，尽管这些年来我国铁路货车车辆有了很大的发展，但是铁路货车车轮问题依然是其动力学系统中的一个重要问题。
铁路货物运输是铁路运输的一种重要组成部分，把铁路上用于载运货物的车辆统称为铁路货车。按照它的用途不同，可以分成通用货车和专用货车两种类型。铁路货物运输是铁路运输的重要组成部分，现在，中国铁路的年货物发送量位居世界第一，已经达到20亿吨以上。这些货物南来北往，都需要车辆来装运的。因此，我们把铁路上用于载运货物的车辆统称为铁路货车。
近几年来，随着铁路货车车辆的运行速率的提高和重载铁路货车的运行，铁路货车车辆的运行条件发生了一定程度上的改变，铁路货车轮对损伤也变得较为严重。从生产和实践的调查情况来讲，铁路货车轮对剥离、踏面擦伤、圆周磨耗、裂纹、轮缘垂直磨耗等损伤都出现了不断上升的情况。这些不同的损伤带来的危害是不可想象的，比如踏面擦伤、剥离会快速增加铁路货车车辆的振动频率，加快一部分部件的损坏；圆周磨耗严重时可能会导致货车车轮踏面失去标准的外型，货车车辆的运用性能退化，磨耗速率增快；轮缘垂直磨耗，这比较容易导致轮缘靠轨头太过紧密，从而使道岔损伤或夹板螺栓断裂，引起脱轨等事故；铁路货车轮对的缺损、裂纹更加会影响铁路货车车辆安全行驶的直接因素。货车轮对损伤的修理将增加货车轮对的旋修量，如果超限就要报废，这都使货车轮对使用寿命减短，货车车辆运行成本增高。
随着时代的发展，对于铁路货物运输的要求也越来越高，从而提出了“快速、重载、安全”的宏伟目标，然而“快速”和“安全”都是在“重载”的基础之上建立的，那么制动于是就成了“安全”的重要问题。而轮对是铁路货车、客车、机车承载货物的最重要的走行部件[2]。