关键词： 重载铁路   焊缝不平顺   轮轨作用   车辆-轨道耦合动力学  

摘要： 为研究重载货车通过钢轨焊接接头的轮轨作用特性,运用车辆-轨道耦合动力学理论,建立了30t轴重货车-轨道垂向耦合模型。对钢轨焊缝不平顺采用叠加谐波激扰模拟,仿真分析了30t轴重货车以120 km/h速度通过钢轨焊缝不平顺区时的轮轨动力学性能指标,以及短波不平顺的波长和波深对轮轨系统动力性能的影响。结果表明:在既有的钢轨焊缝作业标准条件下,30t轴重货车以120 km/h速度通过时,轮轨作用变化较小。当焊缝不平顺长波波长λ1为1 m,长波波深δ1为0.3 mm,短波波长λ2为0.1 m,短波波深δ2超过0.4 mm时,其轮轨力超过许用值250 kN;当短波波深超过0.7 mm时,30t轴重货车发生轮轨脱离现象。当焊缝不平顺短波波长变为0.2 m,短波波深超过0.6 mm时,轮轨力大于250 kN;当短波波深超过1.6mm时,30t轴重货车发生轮轨脱离现象。

关键词： 地铁车辆   轮轨法向接触   赫兹接触   Kalker精确   理论   有限元  

摘要： 轮轨法向接触是影响轮轨磨耗和滚动接触疲劳的关键因素。分析了赫兹接触理论以及Kalker三维弹性体非赫兹滚动接触理论(精确理论),建立了地铁车辆轮轨接触有限元模型,计算不同轮对横移量下的轮轨接触斑形状和法向接触应力。计算结果表明:在踏面接触工况下,CONTACT的计算结果与有限元模型计算结果一致,而在轮缘接触工况下,CONTACT程序受弹性半空间假设限制导致计算结果与有限元模型计算结果相差较大;赫兹接触由于受接触斑内轮轨曲率为常数的限制,导致其计算结果与CONTACT和有限元模型计算结果相比有较大出入。

关键词： 轮轨接触   旋转体   计算方法  

摘要： 利用车轮踏面的旋转体特性,在求得车辆前进方向的切线与轮轨接触点法线间夹角余弦的基础上,分别导出了直线和曲线轨道上的轮轨接触计算公式;在已知先将车轴视为弹性求得车轮盘面弹性侧滚角的基础上,再视车轴为刚性直线的条件下给出了其轮轨接触点近似计算公式;指出了笔者过去相关文献中的遗漏和错误之处,并对其进行了扩展。

关键词： 轮轨接触应力   非Hertz滚动接触理论   有限元法   实测车轮型面   多点接触  

摘要： 选择我国高速车轮LMa踏面及其运营磨耗后实测得到的踏面外形与我国标准CN60钢轨匹配,分别采用三维弹性体非Hertz滚动接触理论及其数值程序CONTACT和三维轮轨接触有限元模型,计算了轮轨接触斑面积、接触压力和接触应力等,并对两种算法所计算的结果进行了对比分析。计算结果表明:CONTACT程序计算得到的轮轨接触斑面积小于有限元计算结果,但CONTACT计算得到的轮轨间最大接触压力和最大等效应力大于有限元结果,尤其在车轮轮缘贴靠钢轨时两者差异更为明显。而当车轮与钢轨在接触点处的曲率半径远大于接触斑的几何尺寸时,CONTACT和有限元法得到的结果差异较小。车轮磨耗后轮轨接触容易发生多点接触,CONTACT和有限元法计算轮轨多点接触得到的结果相差非常大,CONTACT程序不宜用来解决此类接触问题。

关键词： 重载   轮轨接触   接触斑   有限元法   非线性  

摘要： 根据机车轮对和轨道的实际尺寸,考虑材料非线性和接触非线性,建立轮轨接触弹塑性有限元模型。基于此有限元模型,分析计算了车轮材质不同对轮轨接触的影响,以及牵引力对轮轨接触的影响,得出了接触斑、接触应力等的变化规律。

关键词： 轮轨关系   热机耦合   摩擦系数   滚动接触   滑动接触  

摘要： 以直径为860mm的LMA型踏面轮对和60kg.m-1钢轨为例,在考虑轮轨间热传导以及轮轨与环境间的热传导和热辐射基础上,采用非线性有限元分析软件ABAQUS提供的mixed Lagrangian-Eulerian方法建立轮轨接触的热机耦合有限元模型,并采用隐式和显式相结合的方法分析轮轨滚、滑动接触工况下的热机耦合问题。结果表明:轮轨滚动接触时,轮轨间的摩擦温升较小、不影响轮轨表面的材料性能,工程上可以忽略其温度对轮轨接触特性的影响;轮轨滑动接触时,轮轨间的摩擦温升足以改变轮轨表面的材料性能,进而影响摩擦系数,且不同摩擦系数对轮轨接触热机耦合特性影响也较大,因此采用与相对滑动速度、温度和载荷等因素相关的函数型摩擦系数可以准确分析轮轨滑动接触的热机耦合特性。

关键词： 防爆起重机   轮轨摩擦   防爆性能研究   试验装置  

摘要： 为研究防爆起重机轮轨摩擦防爆性能的机理,提出防爆起重机轮轨防爆措施等问题,研制了一台防爆起重机轮轨摩擦防爆性能试验装置。通过对装置的需求分析、结构强度设计、装置密封结构设计及防爆学设计,研制了一台试验装置。结果表明:该试验装置能真实模拟防爆起重机运行工况,满足爆炸试验要求,为防爆起重机轮轨摩擦防爆性能机理研究打下基础。

关键词： 高速列车   轮轨   踏面设计   并行计算   轮径差  

摘要： 对轮轨接触几何关系进行详细推导,找出轮轨型面、轮径差和轮轨接触点分布状态之间的关系,开发基于轮径差反求车轮踏面的并行数值计算程序。根据某线路上实测的高速列车踏面磨耗情况,分析计算车轮磨耗对踏面等效锥度及临界速度的影响,并得出临界速度随等效锥度的变化规律。对磨耗踏面的梯度进行比较分析,找出抑制踏面产生凹形磨耗的方法。根据实测踏面磨耗状态对车轮踏面的初始等效锥度进行合理调整,用反求设计方法对踏面进行设计,并对设计前后踏面的接触几何特性、轮轨接触力学特性及车辆的动力学性能进行比较分析。研究结果表明,该设计方法计算效率高,可以较好地保证其收敛性;设计踏面轮轨接触性能及动力学性能良好,可以满足车辆的高速运行需求;新设计踏面磨耗后具有较好的动力学性能,可以有效延长车轮的镟修周期。

关键词： 轮轨力   测试   方法   日本  

摘要： 介绍了一种测试轮轨力的新方法,该方法不需要粘贴应变片,也不需要安装集流环或遥测仪。直接用几个非接触式间隙传感器测出车轮的变形量就可以得出横向轮轨力,法向轮轨力和纵向轮轨力则直接由转向架的弹簧变形量和转向架的应变量得出。全尺寸转向架试验台试验和列车运行试验表明,该轮轨力测试新方法可以直接应用于商业运营线路的轮轨力监控。

关键词： 轮轨   非线性   地基刚度   接触斑面积   接触应力   弹塑性分析  

摘要： 轮轨接触是高速列车运营安全中的关键问题,研究轮轨三维非线性静态接触应力及其影响因素是解决这些问题的关键.利用有限元分析软件ANSYS,建立三维轮轨有限元模型,轮轨之间建立面面接触单元,对TB锥形踏面和CHN60钢轨静态接触进行计算,分析轮重和材料模型因素对接触斑形状和面积的影响,并与Hertz理论解进行对比,进而分析平均接触应力、轮轨Mises应力的影响,再利用弹簧单元模拟弹性地基,考虑地基刚度因素对轮轨静态法向接触应力的影响.结果表明:轮轨接触斑面积和形状是轮轨接触应力的主要影响因素;轮轨接触斑形状与Hertz理论的椭圆接触斑存在差异,随着轮重增加,接触斑面积的差距逐渐越大,导致轮轨平均接触应力不同;弹性材料的接触斑面积小于弹塑性材料接触斑面积;轮轨接触不可避免的出现塑性变形;法向接触应力随着地基刚度减小而减小,但过小的地基刚度会增加地基变形,对列车长期运行不利.