Bài báo ứng dụng phần mềm ANSYS thiết lập mô hình phần tử hữu hạn cho bộ trục bánh xe của toa xe chở container. Trên cơ sở mô hình phần tử hữu hạn, tiến hành phân tích trạng thái phân bố ứng suất và đánh giá độ bền cho trục bánh xe ở các trường hợp tải trọng khác nhau, có xét đến ảnh hưởng của hệ số tải trọng động thẳng đứng và mối lắp ghép có độ dôi giữa trục và bánh xe. Kết quả tính toán cho thấy: trục bánh xe đảm bảo yêu cầu độ bền với hệ số dự trữ bền nhỏ nhất: Kb-min ≈ 3,64.
Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue (04/2020), 176-185 Transport and Communications Science Journal STRUCTURAL STRENGTH ASSESSMENT FOR RAILWAY AXLE OF CONTAINER FLAT CAR USING FINITE ELEMENT METHOD Vu Tuan Dat University of Transport and Communications, No Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam ARTICLE INFO TYPE: Research Article Received: 31/1/2020 Revised: 13/3/2020 Accepted: 16/3/2020 Published online: 24/4/2020 https://doi.org/10.25073/tcsj.71.3.2 * Corresponding author Email: datvt@utc.edu.vn; Tel: 0977551375 Abstract In this paper, finite element model of railway wheel-axle assembly of container flat car was built by using ANSYS software On the basis of this model, the numerical analysis of stress distribution and structural strength assessment of railway axle were carried out in some load cases corresponding to different operation conditions, with the effects of the vertical dynamic load factor and the interference fit joints between railway axle and wheels are considered The analysis results show that: the railway axle ensures strength requirements with minimum safety factor: Kb-min ≈ 3.64 Keywords: strength assessment, railway axle, container flat car, finite element model, interference fit joints, safety factor 2020 University of Transport and Communications 176 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 71, Số (04/2020), 176-185 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN CHO TRỤC BÁNH XE CỦA TOA XE CHỞ CONTAINER BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN Vũ Tuấn Đạt Trường Đại học Giao thông vận tải, Số Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam THƠNG TIN BÀI BÁO CHUN MỤC: Cơng trình khoa học Ngày nhận bài: 31/1/2020 Ngày nhận sửa: 13/3/2020 Ngày chấp nhận đăng: 16/3/2020 Ngày xuất Online: 24/4/2020 https://doi.org/10.25073/tcsj.71.3.2 * Tác giả liên hệ Email: datvt@utc.edu.vn; Tel: 0977551375 Tóm tắt Bài báo ứng dụng phần mềm ANSYS thiết lập mơ hình phần tử hữu hạn cho trục bánh xe toa xe chở container Trên sở mơ hình phần tử hữu hạn, tiến hành phân tích trạng thái phân bố ứng suất đánh giá độ bền cho trục bánh xe trường hợp tải trọng khác nhau, có xét đến ảnh hưởng hệ số tải trọng động thẳng đứng mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe Kết tính tốn cho thấy: trục bánh xe đảm bảo yêu cầu độ bền với hệ số dự trữ bền nhỏ nhất: Kb-min ≈ 3,64 Từ khóa: tính bền kết cấu, trục bánh xe, toa xe chở container, mơ hình phần tử hữu hạn, mối lắp ghép có độ dơi, hệ số dự trữ bền 2020 Trường Đại học Giao thông vận tải ĐẶT VẤN ĐỀ Phương tiện giao thơng đường sắt hình thức vận tải đóng vai trị quan trọng kinh tế quốc dân Trong năm gần đây, số đơn vị nước mạnh dạn đầu tư cho thiết kế, chế tạo nhập linh kiện để đóng toa xe, nhằm tăng tính tự chủ giảm chi phí nhập toa xe nguyên Trong phận giá chuyển hướng đầu máy - toa xe, trục bánh xe kết cấu chịu tải trọng lớn phức tạp, có yêu cầu độ bền cao Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu tác giả nước độ bền, độ bền mỏi, đặc trưng động lực học kết cấu trục bánh xe [1, 2, 3] Tuy nhiên, tính bền cho trục bánh xe, số tác giả bỏ qua ảnh hưởng ứng suất ban đầu gây mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe [2, 3] Các nghiên cứu nước độ bền trục bánh xe phần lớn tập trung cho đầu máy [4, 5, 6], trục bánh xe 177 Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue (04/2020), 176-185 toa xe số lượng cơng trình nghiên cứu cịn hạn chế Bên cạnh đó, việc tính tốn kiểm nghiệm độ bền cho kết cấu phương tiện đường sắt thường sử dụng phương pháp truyền thống Việc ứng dụng phương pháp phần mềm tiên tiến q trình tính tốn cịn hạn chế Hiện nay, hầu hết đơn vị đóng toa xe nước phải nhập trục bánh xe giá chuyển hướng có trục bánh xe Vì vậy, việc đánh giá độ bền linh kiện nhập nói chung trục bánh xe nói riêng, khơng có ý nghĩa mặt khoa học, mà cịn có ý nghĩa thực tiễn: điều kiện cơng nghệ cho phép, tự chủ thiết kế, chế tạo trục bánh xe để giảm chi phí nhập linh kiện Trong báo này, sở phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) với ứng dụng phần mềm ANSYS, tác giả xây dựng mơ hình PTHH trục bánh xe toa xe chở container (toa xe MC) Công ty Cổ phần Xe lửa Dĩ An chế tạo Trên sở tiến hành đánh giá độ bền cho trục bánh xe số trường hợp tải trọng điển hình, có xem xét đến ảnh hưởng tải trọng động thẳng đứng mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe XÂY DỰNG MƠ HÌNH PTHH CHO BỘ TRỤC BÁNH XE Mục tiêu báo đánh giá độ bền trục bánh xe, để xem xét đến ảnh hưởng mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe đến trạng thái ứng suất trục cần phải xây dựng mơ hình PTHH trục bánh xe Bánh xe d Trục bánh xe Hình Kích thước trục bánh xe toa xe chở container MC Bộ trục bánh xe Công ty Cổ phần Xe lửa Dĩ An nhập để đóng toa xe chở container MC với thông số kỹ thuật trục bánh xe, bao gồm: kích thước Hình 1, với đường kính danh nghĩa bệ lắp bánh xe d = 178 mm Theo tài liệu thiết kế: trục bánh xe chế tạo từ vật liệu tương đương với mác thép A2N [7], có giới hạn bền 610 N/mm2, giới hạn chảy 360 N/mm2; bánh xe chế tạo phương pháp cán rèn [8] với vật liệu có giới hạn bền 930 ÷ 1130 N/mm2 Lắp ghép 178 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 71, Số (04/2020), 176-185 bánh xe trục bánh xe lắp ghép có độ dơi, với độ dơi J = 0,17 ÷ 0,292 mm [9] Khi xây dựng mơ hình PTHH với phần mềm ANSYS, giả thiết bỏ qua góc lượn, cạnh vát lỗ nhỏ khơng ảnh hưởng nhiều đến độ bền kết cấu Sử dụng phần tử Solid45 để chia lưới PTHH kiểu lục diện cho trục bánh xe với vật liệu có: khối lượng riêng, δ ≈ 7,8 10-6 kg/mm3; mô đun đàn hồi, E ≈ 2,1 105 N/mm2; hệ số Poisson, μ ≈ 0,29 Để mô bề mặt tiếp xúc bệ lắp bánh xe lỗ moay bánh xe, sử dụng cặp phần tử tiếp xúc Targe170 Conta174 với phương pháp giải thuật toán Lagrange tăng cường (Augmented Lagrange Method) [10] Mơ hình PTHH trục bánh xe Hình 2, gồm 103547 điểm nút (nodes) 89840 phần tử Solid45 Các bề mặt tiếp xúc mô 5120 phần tử Targe170 Conta174 Y Z X Hình Mơ hình PTHH trục bánh xe PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI CỦA TRỤC BÁNH XE KHI KHƠNG TẢI Phân tích trạng thái trục bánh xe khơng có tải trọng bên tác dụng hai trường hợp: ① bỏ qua mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe, đường kính bệ lắp bánh xe (dtr) đường kính lỗ moay bánh xe (dl) Bệ lắp bánh xe lỗ moay bánh xe có chung bề mặt, không sử dụng cặp phần tử tiếp xúc Targe170 Conta174 mô bề mặt tiếp xúc (ký hiệu Static_0); ② có kể đến mối lắp ghép có độ dôi trục bánh xe, với độ dôi lắp ghép J 0,2 mm, tương ứng dtr = 178 mm dl = 177,8 mm (ký hiệu Static_C) Giả thiết bánh xe tiếp xúc với ray phần mặt lăn lợi bánh xe: điểm nút vị trí tiếp xúc bên bánh xe khống chế bậc tự do: bậc tự tịnh tiến UX, UY, UZ bậc tự quay quanh trục ROTY, ROTZ Các điểm nút tương ứng bánh xe lại khống chế bậc tự do: UX, UY ROTY, ROTZ Hình 3) Khống chế UX, UY, UZ, ROTY, ROTZ Y Z Khống chế UX, UY, ROTY, ROTZ Hình Điều kiện biên tính tốn Hình Phân bố ứng suất σV (N/mm2) trục bánh xe (Static_0) 179 Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue (04/2020), 176-185 Kết phân tích phân bố ứng suất Von-mises ( , tương ứng lý thuyết bền IV) trục bánh xe cho thấy: trường hợp Static_0, tải trọng khối lượng thân gây ứng suất không đáng kể kết cấu, với phân bố ứng suất Hình có ứng suất lớn ≈ 0,36 N/mm2 Đối với trường hợp Static_C, tải trọng khối lượng thân, ảnh hưởng mối lắp ghép có độ dơi, vùng tập trung ứng suất nằm bề mặt bệ lắp bánh xe, Hình có ứng suất lớn ≈ 56,64 N/mm2 Đồng thời mối lắp ghép có độ dơi tạo nên áp lực (p) bề mặt bệ lắp bánh xe với phân bố áp lực Hình 6, có pmax ≈ 72,70 N/mm2 Từ kết phân tích thấy: mối lắp ghép có độ dơi có ảnh hưởng lớn đến phân bố ứng suất giá trị ứng suất lớn trục bánh xe Hình Phân bố áp lực p (N/mm2) bề mặt bệ lắp bánh xe (Static_C) Hình Phân bố ứng suất (N/mm2) trục bánh xe (Static_C) TÍNH BỀN CHO BỘ TRỤC BÁNH XE 4.1 Các trường hợp tải trọng tính tốn Khi tính tốn kiểm nghiệm độ bền kết cấu giá xe, giá chuyển hưởng, trục bánh xe, đầu máy toa xe, thường tính cho trường hợp bất lợi nhất, có đồng thời loại tải trọng tác động khi: phương tiện chuyển động với vận tốc tối đa theo thiết kế, phanh với gia tốc phanh giới hạn, vào đường cong với bán kính cong nhỏ nhất, có tác dụng lực gió ngang, Phương án cần tính tốn lần đảm bảo an tồn tính toán độ bền Tuy nhiên, việc xác định thành phần tải trọng tác dụng phức tạp Mặt khác, điều kiện vận hành thực tế khó xảy đồng thời, ví dụ: vào đường cong có bán kính cong nhỏ với vận tốc tối đa theo thiết kế Trong báo này, tính bền cho trục bánh xe, thơng số kỹ thuật toa xe tham khảo theo tài liệu thiết kế nhà sản xuất tài liệu [11] Để đơn giản hóa xác định tải trọng tác động, trường hợp tải trọng tính tốn phân theo điều kiện vận hành sau: 4.1.1 Trường hợp toa xe đầy tải chuyển động với vận tốc cấu tạo (ký hiệu Static_1): Tải trọng thẳng đứng Py tác dụng lên bên cổ trục lắp ổ bi trục bánh xe [11]: Py m0 mtr ntr ngc K d y Pt y ; với Pt y ntr ngc g 128,35 (kN) 1000 1 mth ngc mxn g 37,45 (mm) cd K d y a bV 1,4; với ft k ft ft 180 (1) (2) Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 71, Số (04/2020), 176-185 Trong đó: Kd-y – hệ số kể đến tải trọng động thẳng đứng; Pt-y – tải trọng tĩnh thẳng đứng tác dụng lên trục; ngc – số lượng giá chuyển hướng toa xe, ngc = 2; ntr – số lượng trục bánh xe giá chuyển hướng, ntr = 2; g – gia tốc trọng trường;; m0 – khối lượng toàn toa xe đầy tải, m0 = 56000 kg; mtr – khối lượng trục bánh xe, mtr = 916 kg; mth – khối lượng thùng xe đầy tải, mth = m0 - 2mgc = 49200 kg; mgc – khối lượng giá chuyển hướng, mgc = 3400 kg; mxn – khối lượng xà nhún, mxn = 370 kg; kΣ - tổng độ cứng lò xo xà nhún giá chuyển hướng, kΣ = 13081,2 kN/m; a c – hệ số thực nghiệm cho phận lò so giá chuyển hướng, a = 3,5 c = 0,569; b – hệ số thực nghiệm, b = 0,05; d – hệ số thực nghiệm toa xe hàng, d = 1,65; V – vận tốc cấu tạo hay vận tốc tối đa theo thiết kế, với khổ đường ray 1000 mm, V = 100 km/h; ft – độ nhún tĩnh khối lượng phía lị xo Thay giá trị, ta có Py ≈ 89,85 (kN) Ngồi ra, trục bánh xe cịn chịu lực kéo Pk-x, giả thiết bánh xe không bị trượt quay, lực kéo lực bám, Pk-x tác dụng lên cổ trục lắp ổ bi trục bánh xe: Pk x P q0 g 17,17 (kN) 1000 (3) Trong đó: Pφ – lực bám trục tương ứng với trọng lượng bám cho phép đặt lên trục; φ - hệ số bám bánh xe ray, φ = 0,25 [12] q0 – tải trọng cho phép đặt lên trục bánh xe, q0 = 14000 kg Để xem xét ảnh hưởng mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe, trường hợp Static_1 phân thành hai trường hợp: bỏ qua mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe (Static_1_0) có kể mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe (Static_1_C) 4.1.2 Trường hợp toa xe đầy tải hãm với gia tốc hãm giới hạn (ký hiệu Static_Brak): Với giá chuyển hướng toa xe chở contaner MC thiết kế có guốc hãm gang tất bánh xe Giả thiết lực hãm hai bên bánh xe trục gia tốc giới hạn toa xe hãm (jp) phụ thuộc điều kiện bám để bánh xe không bị trượt lết, tính gần đúng: jp = gφ ≈ 2.45 m/s2 Vị trí khối tâm thùng xe (mth) cách đường tâm trục toa xe h1 = 1,6 m Coi vị trí khối tâm giá chuyển hướng (khơng bao gồm khối lượng trục bánh xe, mgc-0 = mgc - 2mtr = 1568 kg) có độ cao với đường tâm trục bánh xe [10], h2 = m Như vậy, khoảng cách từ khối tâm khối lượng phía trục bánh xe (mp = mth + 2mgc-0 = 52336 kg) đến đường tâm trục toa xe (h3): h3 mth h1 2mgc 0 h2 mth 2mgc 0 1,5 (m) (4) Do tác dụng lực quán tính hãm Pp = mpjp khối lượng mp, cổ trục lắp ổ bi trục bánh xe giá chuyển hướng phía trước chịu thêm tải trọng theo phương dọc Pp-x tải trọng thẳng đứng Pp-y: Pp x Pp 2ngc ntr 1000 16,03 (kN) ; Pp y Pp h3 4,81 (kN) 2ntr 2l 1000 (5) Trong đó: 2l – khoảng cách hai cối chuyển hướng toa xe, 2l = 10 m Ngoài ra, hãm toa xe, lực ép guốc hãm (Pgh) tác động lên mặt lăn bánh xe tạo thành lực hãm (Ph) tạo mô men hãm (Mh), giá trị mô men hãm tác động lên bánh xe điều kiện lực hãm lực bám [12]: 181 Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue (04/2020), 176-185 M h Ph R P R q0 g R 6,70 (kN.m) 1000 (6) 4.1.3 Trường hợp toa xe đầy tải chạy đường có bán kính cong thơng qua nhỏ chịu thêm lực gió ngang (ký hiệu Static_Turn): Các trục bánh xe chịu thêm tác dụng lực ly tâm Plt khối lượng mp toa xe vào đường cong lực gió ngang Pgn tác dụng lên mặt bên thùng xe, xét điều kiện bất lợi phương chiều với lực ly tâm [13, 14]: m V wLth H th hg 15,79 (kN) Plt p R max r 21,65 (kN) 1000 1000 R 2s Pgn (7) Trong đó: Lth – chiều dài thùng xe, Lth = 12,192 m; Hth – chiều cao thùng xe, Hth = 2,591 m; Rmin – bán kính đường cong thông qua nhỏ nhất, với khổ đường ray 1000 mm, Rmin = 97 m; 2s – khoảng cách vòng lăn bánh xe trục, 2s = 1,054 m; hr – độ siêu cao ray ngoài, hr 0,095 m; VRmax – vận tốc giới hạn vào đường cong, VRmax = 4,1√ 40,38 km/h ≈ 11,22 m/s; w – áp suất gió ngang, w = 500 N/m Như vậy, bên cổ trục lắp ổ bi trục bánh xe chịu thêm lực ngang Pn-z dọc theo đường tâm trục hướng phía ngồi đường cong thơng qua Đồng thời, bên cổ trục lắp ổ bi phía ngồi chịu thêm lực thẳng đứng Pn-y cổ trục lắp ổ bi phía giảm tải Pn-y [13]: Pn z P P 4,68 (kN) lt 2ngc ntr gn ; Pn y Plt h3 Pgn h4 10,18 (kN) ngc ntr 2b2 (8) Trong đó: h4 – chiều cao từ điểm đặt lực gió ngang đến đường tâm trục bánh xe, h4 = 1,8 m; 2b2 – khoảng cách hai cổ trục lắp ổ bi trục bánh xe, 2b2 = 1,495 m Các lực tác dụng lên cổ trục trục bánh xe cho trường hợp tải trọng minh họa Hình có giá trị cho Bảng Lth/2 Bth Y Y Hth X Z mth Pp Plt mp PY PY h3 PX Pgn mth mp PYt PYn h1 PX Mh PZ PZ Mh 2lgc 2s 2b2 l Hình Sơ đồ lực tác dụng lên phận toa xe chở contaner MC Điều kiện biên cho trường hợp tải trọng tính tốn: 182 h4 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 71, Số (04/2020), 176-185 - Cho bốn trường hợp tải trọng: ràng buộc điểm nút vị trí tiếp xúc với ray bên bánh xe bậc tự bên bánh xe lại bậc tự Hình 3; đặt gia tốc trọng trường theo phương thẳng đứng, JY = 9,81 m/s2; - Đối với trường hợp Static_Brak: đặt thêm gia tốc theo phương X, JX = jp = 2,45 m/s2, ngược với chiều chuyển động toa xe - Đối với trường hợp Static_Turn: đặt thêm gia tốc theo phương Z, JZ = V2max/Rmin = 1,3 m/s2, hướng từ trái qua phải theo mặt cắt ngang toa xe Hình (hướng từ ngồi vào tâm đường cong thông qua) Bảng Thành phần giá trị lực tác dụng lên trục bánh xe Các trường hợp tải trọng tính tốn Lực mơ men tác dụng lên bên cổ trục Static_1_0 Static_1_C Static_Brak Cổ trục lắp ổ bi phía ngồi Cổ trục lắp ổ bi phía PX (kN) Pk-x ≈ 17,17 Pk-x + Pp-x = 33,2 Pk-x ≈ 17,17 Pk-x ≈ 17,17 PY (kN) Py ≈ 89,85 Py + Pp-y = 94,66 Py + Pn-y = 100,03 Py - Pn-y = 79,67 PZ (kN) 0 Pn-z = 4,68 Pn-z = 4,68 MZ (kN.m) Mh = 6,70 (tác dụng bệ lắp bánh xe) 0 Static_Turn 4.3 Kết tính tốn Phân bố ứng suất Von-mises ( ) trục bánh xe trường hợp tải trọng tính tốn Hình tổng hợp kết tính tốn cho Bảng Bao gồm: chuyển vị tổng hợp lớn (Dsum-max); ứng suất lớn toàn trục ( ) bệ lắp bánh xe ( ); áp lực lớn bệ lắp bánh xe (p); hệ số dự trữ bền Kb = / , với = 360 N/mm So sánh hai trường hợp Static_1_0 Static_1_C, với phân bố ứng suất Hình a) Hình b), thấy: mối lắp ghép có độ dôi ảnh hưởng lớn đến phân bố ứng suất làm tăng đáng kể giá trị ứng suất lớn trục bánh xe ( ) Đặc biệt giá trị ứng suất lớn bệ lắp bánh xe ( ) trường hợp Sttaic_1_C (82,93 N/mm2) lớn khoảng lần so với trường hợp Static_1_0 (20,38 N/mm2) Bảng Kết tính tốn cho trường hợp tải trọng trục bánh xe Thông số đánh giá Các trường hợp tải trọng Bệ lắp bánh xe Dsum-max (mm) (N/mm ) Static_1_0 0,69 74,95 20,38 - 4,80 Static_1_C 0,74 83,78 82,93 87,95 4,30 Static_Brak 0,79 98,80 85,58 89,64 3,64 Static_Turn 0,83 92,34 87,20 88,12 3,90 (N/mm2) pmax (N/mm2) Kb Từ kết tính tốn trường hợp tải trọng Static_1_C, Static_Brak Static_Turn thấy: vùng tập trung ứng suất thường xuất bệ lắp bánh xe (vị trí I) phần góc 183 Transport and Communications Science Journal, Vol 71, Issue (04/2020), 176-185 lượn chuyển tiếp thứ cổ trục lắp ổ bi bệ lắp bánh xe (vị trí II) Trong đó, vị trí II có giá trị ứng suất lớn so với vị trí I Ở hai trường hợp Static_1_C Static_Brak, tải trọng có tính đối xứng phân bố lên hai bên cổ trục lắp ổ bi, phân bố ứng suất có tính đối xứng, Hình b) Hình c) Ở trường hợp Static_Turn, tải trọng thẳng đứng PY tác dụng lên cổ trục lắp ổ bi phía ngồi lớn so với cổ trục lắp ổ bi phía trong, nên vùng tập trung ứng suất (vị trí I II) nằm bên cổ trục phía ngồi giá trị ứng suất lớn rõ rệt so với vị trí bên cổ trục phía trong, Hình d) Thơng qua giá trị tính tốn hệ số dự trữ bền (Kb) trường hợp tải trọng khác (đã kể đến hệ số tải động thẳng đứng, Kd-y ≈ 1,4 ảnh hưởng mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe), thấy: trục bánh xe đảm bảo điều kiện bền, với hệ số dự trữ bền nhỏ trục bánh xe, tương ứng với trường hợp Static_Brak, Kb-min ≈ 3,64 𝝈𝑽 𝒎𝒂𝒙 𝝈𝑽 a) Trường hợp Static_1_0 b) Trường hợp Static_1_C 𝝈𝑽 𝝈𝑽 𝒎𝒂𝒙 𝒎𝒂𝒙 𝒎𝒂𝒙 c) Trường hợp Static_Brak Hình Phân bố ứng suất d) Trường hợp Static_Turn (N/mm2) trục bánh xe trường hợp tải trọng KẾT LUẬN Trên sở phương pháp PTHH ứng dụng phần mềm ANSYS, báo xây dựng mơ hình PTHH cho trục bánh xe toa xe chở container MC Công ty Cổ phần Xe lửa Dĩ An thiết kế chế tạo Từ đó, tiến hành phân tích trạng thái phân bố ứng suất tính tốn kiểm tra bền cho trục bánh xe trường hợp tải trọng khác nhau, có kể đến ảnh hưởng hệ số tải động thẳng đứng (Kd-y ≈ 1,4) mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe Kết tính tốn cho thấy: mối lắp ghép có độ dơi trục bánh xe có ảnh hưởng lớn đến phân bố ứng suất, giá trị ứng suất lớn toàn trục bánh xe ( ) bệ lắp bánh xe ( ) Ở trường hợp chịu tải trọng khác nhau, thơng qua tính tốn hệ số dự trữ bên 184 Tạp chí Khoa học Giao thơng vận tải, Tập 71, Số (04/2020), 176-185 (Kb) trục bánh xe đảm bảo điều kiện bền Ở trường hợp Static_Brak, trục bánh xe có hệ số dự trữ bền nhỏ nhất, Kb-min ≈ 3,64 Kết nghiên cứu báo sử dụng làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu động lực học, tuổi bền độ tin cậy, tối ưu hóa kết cấu cho trục bánh xe Đồng thời giúp đơn vị nước chủ động công tác thiết kế, chế tạo trục bánh xe cho toa xe đường sắt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A S Xue, Y X Zhao, B B Du, Design Reliability Assessment on the Railway Wagon Axle with 30 Ton Axle Weigh, Advanced Materials Research, 658 (2013) 323-326 https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.658.323 [2] V Blanuša, M Zeljković, B Milisavljević, A Živković, Static Analysis of Behaviour of Axle Assembly of Freight Wagons, Conference: XVII Scientific-Expert Conference on Railways Railcon, Niš: Serbia (2016) 189-192, https://www.researchgate.net/publication/314369126, ISBN 978-86-6055060-8 [3] S L Dedmon, J M Pilch, C P Lonsdale, A Comparison of Railroad Axle Stress Results Using Different Design Sizes, Loading Criteria and Analysis Method, Proceedings of 2001 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exhibition (IMECE), New York, USA, (2001), https://trid.trb.org/view/700473 [4] Đỗ Đức Tuấn, Trần Văn Khuê, Xác định ứng suất dư khung giá chuyển hướng trục bánh xe đầu máy D9E sử dụng đường sắt Việt Nam, Hội nghị Cơ học tồn quốc lần thứ VII, Tuyển tập Cơng trình, Tập III - Cơ học vật rắn biến dạng, (2002) 647-652 [5] Đỗ Đức Tuấn, Đánh giá độ bền độ bền mỏi kết cấu giá xe, giá chuyển hướng trục bánh xe đầu máy diesel, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2005 [6] Đỗ Đức Tuấn, Nguyễn Đức Tồn, Xây dựng chương trình tính tốn sức bền trục bánh xe đầu máy theo phương pháp truyền thống, Tạp chí Khoa học Giao thơng Vận tải, 60 (2017) [7] TCVN 9535-3:2012, Phương tiện giao thông đường sắt – Vật liệu đầu máy toa xe – Phần 3: Trục đầu máy toa xe – Yêu cầu chất lượng, 2012 [8] TCVN 9535-6:2012, Phương tiện giao thông đường sắt – Vật liệu đầu máy toa xe – Phần 6: Bánh xe liền khối đầu máy toa xe – Yêu cầu kỹ thuật cung cấp, 2012 [9] TCVN 9535-7:2012, Phương tiện giao thông đường sắt – Vật liệu đầu máy toa xe – Phần 7: Bộ trục bánh xe đầu máy toa xe – Yêu cầu chất lượng, 2012 [10].ANSYS Inc, ANSYS Mechanical APDL Theory Reference – Release 15.0: Ph.D Peter Kohnke (Edited.), Published in the USA, 2013 [11].Vũ Tuấn Đạt, Nguyễn Đức Tồn, Tính bền kết cấu khung giá chuyển hướng toa xe hàng MC phương pháp phần tử hữu hạn Tạp chí Khoa học Giao thơng Vận tải, 69 (2019) 57-65 [12].TCVN 9983:2013, Phương tiện giao thông đường sắt – Toa xe – Yêu cầu thiết kế, 2013 [13].Dương Hồng Thái, Lê Văn Doanh, Lê Văn Học, Kết cấu tính tốn toa xe, Nhà xuất Giao thông Vận tải, 1997 [14].Bộ môn Toa xe – ĐH GTVT, Sổ tay kỹ thuật toa xe - Tập 1, Nhà xuất Giao thông Vận tải, 1985 185 ... dụng phần mềm ANSYS thiết lập mơ hình phần tử hữu hạn cho trục bánh xe toa xe chở container Trên sở mô hình phần tử hữu hạn, tiến hành phân tích trạng thái phân bố ứng suất đánh giá độ bền cho trục. .. xe d Trục bánh xe Hình Kích thước trục bánh xe toa xe chở container MC Bộ trục bánh xe Công ty Cổ phần Xe lửa Dĩ An nhập để đóng toa xe chở container MC với thông số kỹ thuật trục bánh xe, bao... XE Mục tiêu báo đánh giá độ bền trục bánh xe, để xem xét đến ảnh hưởng mối lắp ghép có độ dôi trục bánh xe đến trạng thái ứng suất trục cần phải xây dựng mơ hình PTHH trục bánh xe Bánh xe d Trục