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TBT3463-2016 铁道车辆车轮强度评定方法简介：

"TB/T 3463-2016"是中国铁道行业标准，全称为《铁路车辆车轮强度评定方法》。这个标准主要针对铁路车辆的车轮设计和制造，规定了车轮材料的力学性能测试方法、车轮结构的强度计算方法以及车轮的使用性能评估标准。

该标准详细规定了车轮的材料选择，包括其硬度、强度、韧性等指标的要求。它要求对车轮的几何尺寸、结构设计、制造工艺等进行全面评估，以确保车轮在高速运行和重载情况下能承受足够的压力，防止因强度不足导致的车轮裂纹、变形或失效。

此外，标准还涉及车轮的疲劳寿命评估，即通过计算和实验来确定车轮在正常使用条件下能够承受多少次重复的载荷，以确保其在长期使用中的安全性能。

总的来说，TB/T 3463-2016 是为了保证铁路车辆运行安全，提高车轮使用寿命和行车效率的重要技术标准。

TBT3463-2016 铁道车辆车轮强度评定方法部分内容预览：

本标准规定了铁道客车和货车整体车轮的强度评定方法的载荷工况、计算及材料参数、强度 校核准则。 本标准适用于标准轨距，轴重小于或等于32.5t的货车和非踏面制动的客车用整体车轮的强度 评定。

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 TB/T1013碳素钢铸钢车轮 TB/T2708 铁路快速客车辗钢整体车轮技术条件 TB/T2817铁道车辆用辗钢整体车轮技术条件

表1给出了各物理量的符号和计量单位。

CJJ 7-1985 城市勘察物探规范表1物理量的符号和计量单位

表1物理量的符号和计量单位（续）

对于非踏面制动车轮，只有工况1~工况3三种载荷工况： 工况1：直线工况 该工况的载荷见公式（1）~公式（2）

工况1：直线工况 该工况的载荷见公式（1）～公式（2 轮对角速度： 轮轨垂向力： 工况2：曲线工况 该工况的载荷见公式（3）~公式（5 轮对角速度： 轮轨垂向力： 轮轨横向力： 工况3：道岔工况 该工况的载荷见公式（6）～公式（8 轮对角速度： 轮轨垂向力： 轮轨横向力：

= Vmax/r F,=0.625P·g

Fz=0.625P· g F,=0.35P · g

W = Vmax/r Fa =0. 625P · g Fa=0.21P·g

4.2对于踏面制动车轮共有六种载荷工况除上面工况1～工况3外.还有下列三种工况，

4.2对于踏面制动车轮共有六种载荷 况1~工况3外，还有下列三种工况：

对手踏面动车轮共有六科 工况4：制动热载荷工况

轮轨垂向力： Fl= 0. 热载荷：（W,t) 工况6：曲线制动工况 该工况的载荷见公式（12）~公式（14）和表2。 轮对角速度： W= 轮轨垂向力： F2= 0. 轮轨横向力： Fy2=0 热载荷：(W，t) 制动热功率及热输入时间见表2.断面上各载

F=0.625P: g

F,=0. 625P: g

W = Vmx/r Fz=0. 625P · g Fy=0.35P· g

表2制动热功率及热输入时间

图1断面上载荷作用位置

应采用有限单元法计算车轮应力。应包括车轮和车轴（可以是不影响车轮计算结果的简化车 轴），应考虑轮轴过盈配合的影响，轮轴配合过盈量按设计值的平均值选取；辐板厚度按下差尺寸取值 （铸钢车轮为了消除缺陷而设定的辐板厚度最小值不作为下差尺寸），辐板厚度公差无标注时按名义尺 寸计算；车轮直径按磨耗到限尺寸（踏面廓形按新轮踏面绘制）、其他部位按名义尺寸取值计算。有限 元网格应保证计算结果的收敛，收敛精度不应大于1.5%。机械载荷以集中力的方式施加。车轮温度 计算时，热载荷在踏面85mm宽度上均匀施加，根据需求确定热输入面是否参与散热（不参与散热的温

度和应力计算结果比参与散热高），不考虑热辐射的影响

踏面制动的车轮应进行静强度校核和疲劳强度校核；非踏面制动车轮只进行疲劳强度校核。 2静强度校核准则 车轮的静强度用VonMises等效应力g进行校核..计算公式见公式（18)

车轮的静强度用VonMises等效应力g，进行校核，G，计算公式见公式（18）。

区域2和区域3的分界线为图2中过轮缘顶点的水平线

图2中区域1，只对工况5和工况6进行校核。该区域所有点的静强度VonMises等效应力应小于 辐板的静强度许用应力，即：0。<[,]。 图2中区域2和区域3，只对工况3进行校核。区域2为除区域3以外的轮辋，该区域所有点 的静强度VonMises等效应力应小于轮辋的静强度许用应力，即：。<［α.］；区域3为轮辋内侧部 位，该区域所有点的静强度VonMises等效应力应小于轮辋内侧的静强度许用应力，即：U。< [,]。 不同钢号车轮静强度许用应力［の}]、[α］和[α,]见附录A。

6.3疲劳强度校核准！

6.3疲劳强度校核准则

在实际运行中，车轮的应力变化比较复杂。一方面，由于转动，车轮上载荷作用位置在圆周上 不断发生变化，即使载荷数值恒定不变，其上各点的应力也将随着车轮的转动而呈交变应力状 态。另一方面，车轮将经历各种不同的载荷工况（直线工况、曲线工况、道岔工况等），即使车轮不 转动，由于载荷工况的变化，各点的应力也将呈交变应力状态。车轮各点的应力由这两种应力的 送加而成。 疲劳强度校核的基本原理是：计算在工况1、工况2、工况3这三种载荷工况下、转动过程中（即三 种载荷工况作用在整个圆周的多个断面上）车轮的应力变化量，辐板上各点的应力变化量应小于应力 变化量许用值。 本标准采用主应力方向的应力变化量进行疲劳强度校核

6.3.2应力变化量计算方法

应在车轮圆周n个断面上依次施加工况1、工况2、工况3这三种载荷工况（每个断面上都依次施 加三种载荷），求解每个载荷工况下车轮的应力场，车轮上每个点可得到3n组应力张量。施加的载荷 面数n越大，计算结果越精确，所施加的载荷面数n应使得应力变化量达到收敛。按照公式（19）~公 式(22)计算各点的应力变化量Agm

上述3n组应力张量中最大的の1； 022max 上述3n组应力张量中最大的2； 012max 在1m所在的工况下的最大2（例如1m发生在曲线工况，那么12mx为所有曲线工 况中的最大2）； 在22max所在的工况下的最大，（例如22mx发生在曲线工况，那么21max为所有曲线工 况中的最大的，）； 011min一 将上述3n组应力张量分别向11ma方向投影，Q11min为这些投影值中的最小值； C22min 将上述3n组应力张量分别向2m方向投影，2min为这些投影值中的最小值； 012min 将上述3n组应力张量分别向12max方向投影，Q12min为这些投影值中的最小值； 021min 将上述3n组应力张量分别向21m方向投影，Q21mi为这些投影值中的最小值。 应力投影值（，）的计算见公式（23）：

Gx T sy T (0g),= Ty d, Ty mi ·[gm ng]T TxTy G,

.TyT Ty‘T为某一节点的应力张量； LTTayO. [l,mg n,] (i =1 ,2;j =1,2)分别为 011mxV0 22max×012max V0 21mx的单位向量。 如果车轮为轴对称结构，所划分的三维网格也是轴对称的，可以只在一个断面上依次施加工况1、 起2、工况3。假设一个圆周上有n个节点，可通过同一圆周上n个节点的3n组应力张量计算该圆周

OTayT Ty‘，T为某一节点的应力张量； TTayO [lmgn,](i=1,2;j=1,2)分别为 如果车轮为轴对称结构，所划分的三维 2、工况3。假设一个圆周上有n个节点

的应力变化量，计算方法向上，此时应力变化量应在柱坐标系下计算。 3.3校核准则 校核部位为图2的区域1，该区域中各点的应力变化量应小于应力变化量许用值，即A。 。 不同钢号车轮应力变化量许用值[△]见附录A。 附录B给出了HES.型车轮计算示例。

B.1相关计算参数及轮轴结构尺寸

轴重:25t 车辆最高运行速度：120km/h 轮轴单边配合过盈量平均值：0.12075mm 磨耗到限轮辋厚度：23mm 轮轴内侧突悬量：5.5mm HES.型车轮的结构尺寸见图B.1.REz型车轴结构尺寸见图B.2。

轴重：25t 车辆最高运行速度：120km/h 轮轴单边配合过盈量平均值：0.12075mm 磨耗到限轮辋厚度：23mm 轮轴内侧突悬量：5.5mm HES.型车轮的结构尺寸见图B.1,RE,型车

图B.1HES.型车轮轮辋磨耗到限结构尺寸

图B.2REz型车轴结构尺寸

采用有限元软件进行计算。利用结构和载荷的对称性取1/2车轮和1/4根车轴建模。轮轴采用8 节点六面体单元划分，过盈配合采用接触单元模拟。为了考察结果的收敛性，建立了两种网格模 型—细网格和粗网格。细网格整个共划分为100020个单元、110057个节点（辐板：沿径向方向 单元长度为3mm左右、最大应力变化量处沿厚度方向单元最小长度为1mm左右，1/2车轮圆周方向 共划分成60等分），有限元网格见图B.3。粗网格整个共划分为72616个单元、67230个节点（辐 板：沿径向方向单元长度为3mm左右、沿厚度方向单元最小长度为1.4mm左右，1/2车轮圆周方向共 划分成45等分）。 计算工况为规定的6种载荷工况。各载荷工况约束条件相同，即在对称面上施加对称约束，车轴 中央横截面上所有节点施加零位移约束。机械载荷只在对称面上施加。热载荷施加在热输入面上，车 轮外表面（包括热输人面）均进行散热，对称面为绝热面。

两种网格应力计算结果见表B.1。

表B.1可以看出，P .44%，满足标准要求。 细网格温度和各工况下的应力及应 图B.4~B.15

GB∕T 37246-2018 精细陶瓷抗热震性能试验方法图B.5直线工况VonMises等效应力分布

图B.6曲线工况VonMises等效应力分布

图B.7道岔工况VonMises等效应力分布

8制动热载荷工况VonMises等效应力分布

图B.9制动热载荷工况轮VonMises等效应力分布

图B.10直线制动工况VonMises等效应力分

DBJ50∕T-197-2014 重庆市城乡建设领域信息安全规范图B.11曲线制动工况VonMises等效应力分布