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毕业设计（论文）开题报告
题目：15号车钩强度分析与优化
1毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）
1.1题目背景、研究意义
铁路是我国主要的运输方式，在国民经济中起着非常重要的作用。铁路的客货运量占我国总运量的50%，是国民经济发展的先导。由于铁路运输安全、快速、运量大、方便、节能，相对公路运输而言污染小，不受自然气候条件的制约，所以它在世界整个运输业中具有重要的不可替代的地位。铁路运输尤其是高速铁路运输引起了世界各国的高速重视。近年来我国铁路得到了飞跃的发展，今后20年是我国铁路发展的高峰期，国家计划修建干线高速铁路，许多大中城市开始或计划修建城市轻轨铁路和地铁。所以铁路运输尤其是高速铁路运输，将要在我国经济建设和人民生活中起到重要的作用。
但是在铁路运输业中，有许多关键技术问题还有待进一步解决。车钩是铁道车辆的重要部件，它在机车与车辆、车辆与车辆之间起着连挂作用，并在列车运行中传递牵引力和缓解冲击力，在车辆运输中起着非常重要的作用。随着我国列车速度的提高和轴重的加大，15号车钩出现故障的频率越来越高。这不仅使铁路运输成本迅速增加，而且直接影响列车的安全。已经严重影响了我国铁路客货运输秩序，在一定的程度上制约了铁道车辆的进一步提速，影响铁路运力的进一步提高。因此，分析优化15号车钩的结构，对于提高车辆连接的稳定性、防止分离、保证铁路客货运输秩序、节约成本、提高铁路运力具有重要的现实意义。
1.2国内外相关研究情况
1.2.1国内车钩研究与应用现状
早期机车车辆上安装的车钩是手动的，工作人员需要在车辆停止时进入两车连挂之间后通过手工进行摘挂作业，这种操作方式非常容易造成人身伤害或者人员死亡的结果。于是在19世纪60年代美国铁路上运营的车辆安装了自动车钩，到90年代末期的时候美国的全部车辆都已实现了车钩的自动化更新，并且在1916年制定并实现了自动车钩标准并推行开来，这种自动化车钩是由美国人伊利·汉米尔顿·詹内于1873年发明的。
在1925年7月17日，经过长达七年的技术积累和准备,日本的铁路车辆一次性将所有车辆上安装的链钩都换成了自动化车钩。苏联则用了六年时间实现了铁路车辆的自动车钩化更新。自动车钩的工作原理：即在两车辆碰撞的时候可使两车自行连挂并锁紧，不需要人工进行操作，而且工作人员从外侧操纵其中一辆车辆的提钩杆便能实现两连挂车辆的摘解工作，这样既提高了列车车辆的编组和摘解方面的作业效率，又极大的保证了工作人员的人身安全，降低了作业风险，减少了安全隐患。与此同时，欧洲的一些国家的铁路车辆没有进行技术的更新，仍在使用着老式的需要人工操作的螺杆链环式非自动车钩。
中国的铁路车辆是在19世纪末的时候逐渐开始更换为自动化车钩。在1950年左右则实现了对中国的自动化车钩的钩型进行了统一，并制定了相应的技术标准，同时在此基础上开始自行研制和开发了适合于中国车辆的高强度的自动化车钩。自1980年起，我国自行设计并制造的多种型号客车上都使用了适合各自车型客车运用状态的车钩缓冲系统，即编号为15号系列车钩。
1.2.2车钩分类
自动化车钩和非自动化车钩是根据现有车钩的连接方法分出的两大类别。螺杆链环式车钩是目前还在使用的非自动化车钩之一，这种车钩可以在电影和一些游览车辆上看到。自动化车钩根据发展的技术流派不同分为了两种类型。一种是根据具有闭锁、开锁、全开三种状态的詹尼式车钩发展更新出来的系列，美国、日本等国家的铁路车辆上都大量的采用了这种车钩形式。第二种是具有闭锁和全开的两个状态是合在一起的特色的威利森式系列车钩，这种类型车钩是苏联时期国家的铁路车辆和欧洲铁路车辆共同研制并大量采用的。目前我国的车辆使用的车钩属于詹尼式车钩系列，其基本组成是钩头、钩身和钩尾。只有装备了钩舌、锁舌销、钩舌推铁、钩锁铁等零件的钩头才能通过零件的变化来实现车钩三态。一般的车辆车钩按照标准的连接轮廓由钢浇铸制成。
我国铁路车辆上目前使用的各型车钩均为工作人员在车端拉动钩提杆就能完成解钩动作的自动化车钩，在两车速度一般为5公里/小时左右的调车编组作业时通过车辆之间的相互碰撞就能自动完成相应的连挂程序。目前我国大部分普通铁路客车车辆装备的车钩形式有一个系列的三种型号：第一种是在19世纪90年代之前制造的15号车钩。第二种是为了满足后来车型发展的要求，提高了车钩的强度要求，经过研发在90年代后就升级使用C级钢制造了15号高强度车钩，简称15C号车钩。这种车钩缓冲装置的纵向连接间隙较大，约为27.5mm，存在一定的设计缺点，这样导致在运行过程中列车较易在车辆之间产生较大的纵向冲击力，出现了严重影响旅客列车的舒适性的情况，同时对客车的提速发展产生了的重要影响。20世纪初为了满足客车