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摘要
基于平面应力假设，考虑初始过盈量的影响，将轴类过盈配合部件简化成含初始过盈量的旋转圆盘，推导轴类过盈配合部件在离心力载荷下的过盈量减小量的公式。以高速列车实物轮轴为研究对象，采用理论数值方法及有限元软件仿真分析，得到轮轴等效模型在不同旋转角速度下的接触压应力及过盈量的变化特征。研究结果表明：基于MATLAB数值模拟和ANSYS有限元仿真得到的接触压力及径向位移随旋转角速度变化的数值变化规律基本一致，验证了含初始过盈量的轴类部件过盈量减小量公式推导的准确性。过盈配合轮轴结构间的过盈量和接触压应力随旋转角速度不断增大而呈现非线性减小的特征，轮轴间的配合状态逐渐由过盈状态转变为间隙配合状态，旋转角速度临界值约为960 rad/s。由于有限元仿真软件通过施加径向位移差的方式施加过盈量，在接触状态由过盈状态转变为间隙状态之前，轮轴接触主从面一直处于零间隙状态。
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单位中国铁道科学研究院集团有限公司; 北京交通大学
