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摘要
采用智能轮对在京沪高铁开展时速为350 km/h的高速列车的车轴动应力试验，测试里程达90余万km，建立实际运行状态下车轴关键截面的应力谱，基于测试结果分析上下行线路、速度等因素对车轴应力谱的影响，并根据极值理论建立用于评价车轴超声探伤间隔的140万km台架试验谱，分别采用Paris公式与NASGRO方程预测140万km台架试验谱作用下卸荷槽区域裂纹扩展寿命，并通过车轴裂纹扩展台架试验进行验证。研究结果表明：高速列车动力车轴最大应力截面为卸荷槽根部截面，最大应力幅值为119 MPa；当车轴为导向轴时，其应力谱的应力极值与等效应力比作为非导向轴时增大约7%；随外推里程增加，车轴应力谱极值逐渐趋于稳定，140万km及1 500万km外推应力谱的应力极值分别为121 MPa与127 MPa；初始深度为7.0 mm的半椭圆裂纹在台架试验140万km试验谱加载下扩展至7.5 mm，分别使用Paris公式与NASGRO方程进行数值分析时，裂纹深度由7.0 mm分别扩展至9.1 mm与7.7 mm，可知将Paris公式与NASGRO方程用于评估车轴剩余寿命时均具有保守性，NASGRO方程计算结果更接近试验值。
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单位北京交通大学; 中车长春轨道客车股份有限公司
