关键词： 钢轨接头   养护   维修  

摘要： 钢轨接头是轨道结构中的薄弱环节,其不仅长年裸露在露天环境中,而且要承受列车的荷载作用和长远的风雨冻融,很容易发生病害,也加大了钢轨接头的养护维修难度。由于铁路交通的不断发展,车流密度和列车走动不断增加,对钢轨接头的养护维修提出了更高的要求。本文对钢轨接头的常见病害类型及其原因进行了简要的分析,并在此基础上提出了钢轨接头的养护维修措施。

关键词： 轮轨蠕滑   轮对   蛇行   轮轨接触几何学   车桥耦合振动  

摘要： 列车通过桥梁时,车桥系统将发生动力相互作用。选取轮对的横摆和摇头作为独立的自由度,根据轮轨接触几何学理论,给出轮轨间的相互作用力,从而建立了轮对及车辆的振动微分方程。利用结构分析的有限单元法,建立了桥梁结构振动微分方程。根据车辆和桥梁两个子系统之间力和位移的协调条件,把二者耦合起来求解。以主跨为300 m的铁路斜拉桥和DF4型内燃机车为例,利用威尔逊-θ法,模拟机车过桥的全过程,求解桥梁结构的动力响应规律。计算结果表明:桥梁结构的横向动力响应随车速的增加先增大后减小;车速对扭转振动的影响不明显,而偏载对扭转振动有显著影响。

关键词： 试验机   损伤机制   微动疲劳磨损   塑性变形  

摘要： 转轴是JD-1轮轨模拟试验机夹具的重要组成部分,在试验机运行过程中承受垂向载荷和制动扭矩的综合作用。针对轮轨模拟试验机转轴-轴承过盈配合面上出现的损伤,从宏观、微观层面分析其损伤机制。转轴和轴承内圈在试验机运行过程中发生的弹性变形量存在差异,导致转轴-轴承过盈配合面区域内出现微小幅度的往复相对运动,从而产生微动损伤。在载荷综合作用下,转轴-轴承过盈配合表面出现了严重的微动疲劳磨损和较为严重的不均匀塑性变形,靠近制动器一端的表面塑性变形不均匀程度更为严重。分析结果为转轴损伤的减缓和预防提供了参考。

关键词： 高速列车   轮轨动力学   车轮擦伤   动力学建模   轮轨接触行为   维修界限  

摘要： 在高速列车运行过程中,车轮踏面常因制动或空转打滑而造成局部擦伤。车轮擦伤将产生异常的轮轨冲击力,从而加剧车辆轨道结构的疲劳破坏。为调查车轮擦伤对高速轮轨接触行为的影响,建立考虑车轮擦伤的高速轮轨动力学模型,对新、旧两种车轮擦伤扁疤的几何形状及作用机理进行数值描述和动力学建模。基于动力学仿真计算,对新、旧车轮擦伤激扰下高速车辆的动力学响应进行详细调查,着重分析车轮擦伤对轮轨法向作用力及轮对垂向振动加速度的影响,并系统调查了车速、车轮擦伤扁疤深度及长度对高速轮轨冲击的影响,提出了高速车轮擦伤维修界限的计算方法。

关键词： 含碳量   匹配   磨损量   塑性变形层  

摘要： 利用MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机研究4种含碳量不同的车轮材料分别与PD3热轧钢轨进行匹配的磨损与疲劳性能。结果表明:随着车轮材料的含碳量增加,硬度增大、耐磨性增强,导致磨损量降低,轮轨系统的磨损量呈现先减小后增大的趋势;车轮试样的塑性变形层厚度随含碳量的增加而减小,抗疲劳性能加强;车轮试样表面由严重剥落损伤向轻微剥落转变,伴随有一定的黏着磨损;钢轨试样表面以剥落磨损为主。

关键词： 车桥耦合系统   轮轨脱离   线性互补关系  

摘要： 针对密贴和弹簧连接两种轮轨关系模型,通过构造车轮与桥梁之间相对位移和相互作用力间的线性互补关系,建立了两种考虑轮轨脱离的车桥耦合系统动力学分析模型,从而将车桥耦合系统的轮轨连接问题转化为标准的线性互补问题。本文方法不需要在每一个时间步对接触状态进行判断,避免了传统算法的迭代求解过程,能够对轮轨脱离进行模拟。在数值算例中,讨论了无量纲化的车桥耦合系统质量、刚度等参数和行驶状态对系统响应动力放大系数的影响,以及速度因子和车桥质量因子对轮轨脱离的影响。数值算例证明了本文方法的正确性,且相对于传统轮轨接触模型具有更高的计算效率。

关键词： 激光技术   摩擦系数   激光毛化   混合润滑  

摘要： 为了研究规则分布的表面形貌对轮轨接触在混合润滑状态下摩擦系数的影响,设计了3种不同的表面纹理:横纹、纵纹、菱形。用确定性模型取代平均流量模型,对膜厚、压力、接触面积比进行了数值计算,总的接触载荷由流体接触区和固体接触区分别分担,总的摩擦力等于流体区的摩擦力和固体接触区摩擦力之和。根据设计的3种表面纹理,用YAG激光对车轮钢试样表面进行激光毛化处理,获得这3种表面纹理,在RSW-2摩擦磨损试验机上进行油介质条件下的混合润滑摩擦学实验,模拟轮轨间有油污时的工况,测量了该条件下各种表面纹理下的摩擦系数,并与未作激光毛化处理的表面进行对比。理论和实验结果显示,在油介质混合润滑条件下,有激光表面纹理的摩擦系数远大于未作激光毛化处理的试样表面的摩擦系数。3种激光表面纹理中,菱形纹理的摩擦系数大于纵纹和横纹的摩擦系数,纵纹的摩擦系数比横纹略大。因此,在油污条件下使用激光毛化的菱形纹理表面能较显著地提高轮轨间的摩擦系数。

关键词： 重载列车   轮轨接触   多点接触   接触应力  

摘要： 轮轨接触应力对轮轨磨耗和滚动接触疲劳影响较大，因此精确计算轮轨接触点与接触应力非常重要。本文基于重载铁路轮轨标准型面，利用改进的轮对轴向切片投影法，准确找到轮轨多点接触。引入弹性压缩量，找到接触斑，利用一种精确计算轮轨接触应力的方法求得轮轨法向接触应力，并考虑轮轨摇头角和侧滚角的影响。结果表明：该方法在寻找轮轨多点接触与计算轮轨接触应力时结果较为准确、直接和全面；轮轨接触斑随着轮对横移和摇头角变化，呈现非椭圆形状；一侧车轮轮缘和轨距角处接触，曲率半径较小，轮轨法向接触应力最大值可达3400 M Pa ，而另一侧轮轨的法向接触应力均小于2000 M Pa。在轮对横移量为0～3 mm时，摇头角的增加使右轮轨接触斑面积减小，相应的接触应力增大；在轮对横移量为4～9 mm时，摇头角的增加使右轮轨接触斑面积增大，相应的接触应力减小；摇头角的增加对左轮轨接触状态有利，但影响不明显。

关键词： 高速列车   轮轨接触   全滑动   蠕滑特性   运行工况  

摘要： 以LMA型踏面车轮和CHN60钢轨为对象,基于有限元软件ABAQUS,采用mixed LagrangianEulerian法,分析全滑动制动、全滑动牵引、蠕滑制动以及蠕滑牵引4种工况下的高速列车轮轨稳态滚动接触蠕滑特性。结果表明:全滑动制动工况下纵向蠕滑力的合力为蠕滑制动工况下的6.5倍左右,全滑动牵引工况下纵向蠕滑力的合力为蠕滑牵引工况下的1.7倍左右;接触斑内的蠕滑力矢量在全滑动工况下均指向同一方向,制动时与运动方向相反,牵引时与运动方向相同,而在蠕滑工况下其存在自旋效应;全滑动工况下的纵向蠕滑率均大于蠕滑工况下的,而蠕滑工况下的横向蠕滑率均远大于全滑动工况下的;纵向蠕滑率在全滑动工况下的分布只有1个峰值区域,而在蠕滑工况下则存在2个峰值区,前一工况下的横向蠕滑率分布区域较散,数值相当小,最大仅为0.064%,而后一工况下的分布则相对集中,其最大值可达0.287%。

关键词： 轮轨关系   车轮材料特性   有限元法   接触应力  

摘要： 目的随着我国铁路运输朝着高速、重载、低能耗的方向高速发展,高速列车轮轨承受的载荷显著增加,研究车轮材料特性(弹性模量、泊松比)对CRH3型动车组轮轨接触应力的影响,对保证列车安全性、可靠性及舒适性有重要的现实意义和应用价值。方法采用S1002型磨耗踏面轮对和60 kg/m的标准钢轨,首先对轮轨接触的模型做基本的假设,其次对模型参数、单元选择、网格划分等计算过程进行说明,最后应用弹塑性理论及有限元软件ANSYS分析轮轨接触应力。结果车轮材料弹性模量E分别为124,165,206,247,288 GPa的情况下,轮轨接触对应的最大Mises应力依次为315.451,370.458,435.498,500.274,554.604 MPa,最大接触压力依次为669.264,802.328,920.832,1033.87,1135.19MPa;在车轮材料泊松比分别为0.18,0.24,0.30,0.36,0.42的情况下,轮轨接触对应的最大Mises应力依次为468.035,450.601,435.498,422.587,415.412 MPa,最大接触压力依次为903.068,911.168,920.832,936.339,961.234 MPa。结论车轮材料的弹性模量对轮轨接触应力有显著的影响,最大Mises应力和最大接触应力的变化与弹性模量的变化呈正比关系;泊松比对轮轨接触应力也有一定的影响。