关键词： 轮轨关系   滑动磨损   残余应力   磨损噪声  

摘要： 通过对D2/U71Mn轮轨材料滑动磨损实验,研究了轮轨滑动磨损下的磨损规律以及磨损对性能的影响。结果表明:在轮轨滑动磨损初期,发生粘着磨损;进一步因变形强化,粘着磨损转化为磨粒磨损,并都伴有不同程度的损伤。U71Mn钢轨试样磨损初期残余压应力迅速增加,1000 r后增加平缓并趋于稳定,腐蚀深度达20μm时残余压应力急剧减小。轮轨磨损的犁沟、脊缘使得轮轨试样接触不充分,造成磨损系统不规则自激振动,产生磨损噪声。

关键词： 多柔性因素   柔性轮对   柔性轨道   刚柔耦合动力学   高速列车   钢轨   有限元分析  

摘要： 为提高车辆系统振动响应的计算精度,基于刚柔耦合动力学理论,将轮对、构架和轨道均考虑为柔性体,建立了考虑多柔性因素的车辆-轨道耦合动力学模型,对比分析了轮轨间动态作用的振动特性,研究了多柔性因素下的轮轨接触动态性能和运行平稳性能。结果表明:多柔性因素下,车轮振动加速度在垂向上有较大变化,柔性部件的横向运动出现"错位";各项动力学指标均有变化;车体加速度在垂向上最大增幅为36.7%,而横向上却与线路半径有一定的关系;横向上,多柔性因素下车体Sperling指数降低,降幅为9.5%,而垂向上该指数却增高16.6%。

关键词： 高速列车   刚柔耦合   车轮扁疤   轮轨接触   蠕滑力  

摘要： 为了研究车轮扁疤对高速列车轮轨接触蠕滑特性的影响,基于多体动力学理论和滚动接触简化理论,建立考虑轮对柔性的刚柔耦合车辆动力学模型,分析车轮扁疤参数变化对高速列车轮轨力和蠕滑力等特性的影响,并结合轮重减载率和轮轨垂向力指标得到车轮扁疤长度的安全限值。结果表明:考虑轮对柔性能更好地反映轮轨接触状态;在轮轨滚动接触过程中,车轮扁疤过长会导致轮对发生跳轨现象,严重时导致车辆脱轨,应及时根据扁疤长度限值镟修轮对;结合轮重减载率和轮轨垂向力制定车轮扁疤长度安全限值为27 mm,该限值可以更有效地保障高速列车安全运行。

关键词： 轮轨接触面   切向力特性   接触斑   表面特性   日本  

摘要： 为了探讨车轮旋修后机加工接触面和钢轨之间以及光滑接触面和钢轨之间的瞬态特性,用一对小型圆柱试样进行了切向力试验,以期研究车轮旋修对车轮爬轨脱轨的影响。

关键词： 地铁   凹形磨耗   轮轨接触几何   动力学性能   滚动接触疲劳  

摘要： 对某地铁线路的车轮磨耗进行测试,发现车轮存在严重的踏面凹形磨耗。利用多体动力学软件SIMPACK建立车辆系统动力学仿真模型,研究凹形磨耗车轮与CHN60钢轨匹配时的轮轨接触特性以及车辆动力学性能,采用基于安定图的表面疲劳指数评价轮轨滚动接触疲劳特性。计算结果表明,车轮凹形磨耗使轮轨接触点对由连续分布变得分散集中,增大了滚动圆半径差和等效锥度,会降低车辆的非线性临界速度,但提升了车辆的曲线通过性能以及横向平稳性,对垂向平稳性几乎没有影响。凹形磨耗的发展增大了轮轨接触压力,使得R≤2000m的曲线高轨侧车轮轮缘根部及钢轨轨距角处易产生滚动接触疲劳;R≤500 m的曲线低轨侧车轮假轮缘内侧与钢轨轨顶外侧有出现滚动接触疲劳的可能性。

关键词： 轮轨接触   蠕滑率   模拟试验   相似原理  

摘要： 针对轮轨接触损伤模拟装置进行研究,设计一种接近于实际工况的新型轮轨接触损伤模拟试验台,通过轮对驱动系统与中央驱动系统双驱动形式,实现控制模拟纵向蠕滑率与运行工况,通过相似定理计算了小比例试验台结构参数与蠕滑力相似关系,理论计算了最小曲线通过半径为0.679m,最大脱轨系数为0.67,蠕滑力相似性误差低于10%。验证了新型试验台的实用性与安全运行要求。

关键词： 显式动力学   道岔   轮轨接触   冲击   牵引/制动  

摘要： 为分析不同牵引/制动行车方式下的道岔区轮轨瞬态滚动接触行为,考虑轮轨宏观动力作用和局部接触信息的耦合关系,了解轮对真实运动状态和精确的瞬态接触解,探明3种不同牵引系数下车轮滚动通过道岔的轮轨接触行为,并针对轮载过渡区内的接触状态开展精确的应力/应变和磨耗分析。结论表明:牵引系数改变对轮轨纵向力影响较大,对竖向力影响较小。随着牵引系数的增加,轮轨接触光带变窄,接触斑内滑动区面积显著提升,且轮对横向位移达到最大的时刻滞后,磨耗最大值位于尖轨顶宽50 mm处。基于显式动力学方法建立的轮对-道岔有限元模型可精确考虑轮对滚动通过道岔的姿态,可为道岔区轮轨滚动接触和磨耗研究提供一定的理论基础。

关键词： 重载铁路   轮轨摩擦因数   数值模拟   脂介质   黏度   接触压力   液膜厚度  

摘要： 为了对轮轨摩擦因数改善效果进行定量研究,将弹性流体动压润滑理论的基本方程中的Reynolds方程引入到脂介质的Ostwald本构模型,采用无量纲处理和多重网格法对数值模型进行了计算,讨论了脂类摩擦控制剂的黏度、列车轴重及速度对摩擦因数的影响,并进行了试验验证。结果表明:相比于干摩擦下的Hertz分布,在脂介质条件下,脂介质承担的压力在接触区出口附近会出现一个二次尖峰,粗糙峰承担的压力在接触区内变化不大;液膜厚度在出口处有颈缩现象;脂介质的黏度、轮轨滚动速度上升都会引起轮轨间摩擦因数上升,而轴重上升会引起摩擦因数下降;脂介质条件下,处于相同的黏度、轴重、速度情况时,轮轨表面越光滑,轮轨间摩擦因数越大;验证试验结果与数值计算结果基本吻合。

关键词： 轮轨关系   侧磨   维护策略  

摘要： 为实现地铁钢轨典型侧磨病害的科学维护,进行了大量地铁线路及钢轨侧磨病害数据采集,结合侧磨钢轨轮轨接触关系的计算和分析,得出钢轨侧磨病害形成机理,提出一种基于改善轮轨关系的钢轨侧磨病害维护方法及策略,减少轮对和钢轨蠕滑,抑制侧磨的发展速率,从而提高钢轨服役寿命,对于地铁线路运营成本和安全风险降低具有实际意义。

关键词： 高速列车   车轮多边形   钢轨波磨   刚柔耦合   动力学   轮轨垂向力  

摘要： 车轮多边形磨耗和钢轨波磨磨耗普遍存在于服役列车和典型线路上,针对这2种磨耗形式下的轮轨力学特性开展研究。建立柔性轮对的CRH3型高速列车刚柔耦合模型,构建车轮多边形与钢轨波磨的数学模型,分析200~350 km/h速度级下,波深、幅值均为0.01~0.04 mm,20~24阶车轮多边形磨耗与120~150 mm波长的钢轨波磨磨耗下对轮轨力的影响。研究结果表明:不同速度级下,车轮多边形阶次为20阶时,轮轨垂向力随着速度的增加而增大;改变车轮多边形的阶数、幅值,轮轨垂向力的大小随着多边形的阶次、幅值增大而增大;在考虑通过钢轨波磨区段的车轮多边形磨耗影响下,轮轨垂向力会出现明显的拍振现象,并且出现2个主频;当多边形阶次增加,轮轨垂向力的大小有所增大,但随着钢轨波磨波长的增加呈减小的趋势;当列车运行速度为300 km/h,车轮多边形幅值达到0.04 mm,车轮多边形阶数大于20阶,需要及时对车轮或钢轨进行镟修打磨工作,建议车轮多边形阶数为22阶、23阶、24阶分别对应钢轨波磨波深限值为0.04,0.03和0.024 mm。