基于轮轨型面匹配的高速动车组横向稳定性研究

1

作者 李晓峰 宋春元 +2 位作者 崔利通 李国栋 杨欣 《铁道机车车辆》 北大核心 2023年第4期65-70,共6页

文中介绍了我国高速动车组轮轨型面匹配现状,不同轮轨型面匹配下的等效锥度不同,是影响车辆横向稳定性的关键因素;结合实际案例分别对低等效锥度和高等效锥度2种工况下引起的2类横向稳定性问题进行了分析,总结了轮轨型面匹配存在的问题... 文中介绍了我国高速动车组轮轨型面匹配现状,不同轮轨型面匹配下的等效锥度不同,是影响车辆横向稳定性的关键因素;结合实际案例分别对低等效锥度和高等效锥度2种工况下引起的2类横向稳定性问题进行了分析,总结了轮轨型面匹配存在的问题,等效锥度过高或过低都会引起车辆横向异常振动。基于实际运用经验,以抗蛇行减振器参数为例,从转向架设计角度提出悬挂参数与轮轨型面匹配的设计建议。 展开更多

关键词 轮轨型面匹配 横向稳定性 悬挂参数

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地铁车辆轮轨型面匹配分析 被引量：13

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作者 张剑 宋慧玲 +1 位作者 王生武 金学松 《大连交通大学学报》 CAS 2012年第5期1-6,共6页

为了分析地铁车辆常用的LM型踏面、内侧距1 358 mm和1 360 mm的S1002型车轮踏面分别与60 kg/m钢轨匹配特性,进行了轮轨接触几何、非赫兹滚动接触、车辆轨道耦合动力学计算.轮轨接触分析表明,LM轮轨接触点能够均匀分布于钢轨型面,轮对等... 为了分析地铁车辆常用的LM型踏面、内侧距1 358 mm和1 360 mm的S1002型车轮踏面分别与60 kg/m钢轨匹配特性,进行了轮轨接触几何、非赫兹滚动接触、车辆轨道耦合动力学计算.轮轨接触分析表明,LM轮轨接触点能够均匀分布于钢轨型面,轮对等效锥度随轮对横移呈增大关系,接触斑面积偏小、最大等效接触应力偏大、磨耗功最小;S1002踏面的两种匹配轮轨接触点均发生跳跃,等效锥度轮对小幅横移时并不是递增关系,接触斑面积大、接触应力低、磨耗功较高.车辆轨道耦合动力学分析表明,3种匹配的临界速度差别不大,LM踏面曲线通过性能略好于其它二者.因此,LM踏面与60 kg/m钢轨的接触状态较好. 展开更多

关键词 轮轨型面 轮轨接触几何 滚动接触 车辆轨道动力学

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曲线区段磨耗后轮轨型面匹配分析 被引量：4

3

作者 孙传喜 张军 +2 位作者 李霞 张璐博 毕泉书 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期35-39,共5页

车轮与钢轨在运用中相互作用引起磨耗,在曲线区段轮轨磨耗尤为严重。本文以大量现场检修数据为基础,经过统计整理,得出机车轮缘及曲线区段钢轨型面磨耗演变规律。基于现场实测轮轨型面数据,建立了有限元模型,对曲线区段磨耗后车轮及钢... 车轮与钢轨在运用中相互作用引起磨耗,在曲线区段轮轨磨耗尤为严重。本文以大量现场检修数据为基础,经过统计整理,得出机车轮缘及曲线区段钢轨型面磨耗演变规律。基于现场实测轮轨型面数据,建立了有限元模型,对曲线区段磨耗后车轮及钢轨进行弹塑性接触计算,有限元计算结果与现场检修数据相互验证。经过分析可得:机车车轮磨耗按轮缘磨耗速率不同可分为5个阶段,其中第3个阶段磨耗速率最低;圆曲线区段钢轨磨耗稳定期型面与磨耗后车轮型面接触性能最好,根据接触斑的变化可以得出曲线区段钢轨磨耗后型面演变规律。 展开更多

关键词 轮轨型面 曲线钢轨 磨耗 应力

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动车组的轮轨型面匹配关系 被引量：12

4

作者 徐凯 李芾 +1 位作者 李东宇 钟浩 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期389-399,共11页

为研究不同车轮踏面与不同钢轨型面的匹配关系,分别从轮轨接触几何参数、轮轨静态接触力学性能、车辆运行稳定性和磨耗方面进行对比分析.CONTACT轮轨接触模型和SIMPACK多体动力学模型的计算结果表明,由于60N轨面将轨头部分进行了改进,... 为研究不同车轮踏面与不同钢轨型面的匹配关系,分别从轮轨接触几何参数、轮轨静态接触力学性能、车辆运行稳定性和磨耗方面进行对比分析.CONTACT轮轨接触模型和SIMPACK多体动力学模型的计算结果表明,由于60N轨面将轨头部分进行了改进,轮轨接触光带居中,车辆运行稳定性趋于优化;两种车轮踏面与60N轨面匹配时具有更优的黏滑区比例,能有效减小轮轨间的损伤和磨耗;LMA踏面和小位移下的S1002CN踏面与60N轨面匹配时接触应力较大,易造成较大的垂向磨耗;对于S1002CN踏面与60N轨面匹配的情形,在横移量4~8 mm时的接触应力小于其与60 kg/m轨面匹配时的数值,有利于降低曲线线路轮轨间磨耗.由此可见,60N轨面与动车组车辆踏面的接触关系更利于改善车辆的运行稳定性,但过于集中的轮轨接触点对加剧了钢轨的垂向磨耗. 展开更多

关键词 动车组 轮轨型面 滚动接触 蠕滑力 稳定性

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轮轨型面对车辆曲线通过性及磨耗影响 被引量：10

5

作者 沈钢 王捷 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期91-96,共6页

对比初始与实测轮轨型面对上海地铁A型车的曲线通过性能的影响,并分析不同的轮轨型面匹配对轮轨磨耗、钢轨波浪形磨耗、接触疲劳的影响.结果表明4种不同的轮轨匹配下,车辆的曲线通过性能都能满足车辆动力学性能要求,但新车轮运行在已磨... 对比初始与实测轮轨型面对上海地铁A型车的曲线通过性能的影响,并分析不同的轮轨型面匹配对轮轨磨耗、钢轨波浪形磨耗、接触疲劳的影响.结果表明4种不同的轮轨匹配下,车辆的曲线通过性能都能满足车辆动力学性能要求,但新车轮运行在已磨损的轨面上时,曲线通过性能略差,其轮轨横向力和脱轨系数偏高.初始轮轨匹配在过小半径曲线时其外轮轨具有较大的自旋功,且内外轮轨上高的纵向蠕滑率将导致车轮产生粘滑振动,易形成波磨,经过滚动接触疲劳分析,磨损后的车轮踏面易对小半径曲线外轨造成表面接触疲劳破坏. 展开更多

关键词 曲线通过性 轮轨磨损 地铁车辆 轮轨型面

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不同磨耗阶段轮轨型面匹配下重载货车的动态性能 被引量：5

6

作者 张铁 张军 张剑 《大连交通大学学报》 CAS 2014年第1期6-10,共5页

应用轮轨型面测量仪在大秦重载线路上跟踪测量了不同磨耗阶段的轮轨型面,基于这些轮轨型面,应用多体动力学软件SIMPACK建立C80重载货车模型进行仿真计算,分析轮轨型面对重载货车动力学性能的影响.结果表明:在运行平稳性和稳定性方面,标... 应用轮轨型面测量仪在大秦重载线路上跟踪测量了不同磨耗阶段的轮轨型面,基于这些轮轨型面,应用多体动力学软件SIMPACK建立C80重载货车模型进行仿真计算,分析轮轨型面对重载货车动力学性能的影响.结果表明:在运行平稳性和稳定性方面,标准LM型车轮型面最佳,且随着车轮磨耗量的增加,平稳性和稳定性逐渐降低;在曲线通过性能方面,各个阶段的车轮型面都达到了评价标准,脱轨系数和轮重减载率都随着轮轨的磨耗而减小;轮轨横向力随着车轮的磨耗而逐渐减小;标准LM型和Ⅱ型车轮型面的磨耗功率较小,与磨耗稳定期钢轨相匹配能相对降低车轮的磨耗速率. 展开更多

关键词 轮轨型面 重载货车 动力学 磨耗

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轮轨型面实测数据的分段曲线拟合法 被引量：5

7

作者 夏富杰 A.D.dePater 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期119-122,共4页

提出了一种实测轮轨截面曲线的拟合方法。该法为三阶导数连续的分段曲线拟合法，因此，不但可以得到光滑的拟合曲线还可以得到拟合曲线的一阶和二阶导数的光滑曲线，这样，提高了轮轨接触的几何分析及运动和动力学分析的精确性。所用的... 提出了一种实测轮轨截面曲线的拟合方法。该法为三阶导数连续的分段曲线拟合法，因此，不但可以得到光滑的拟合曲线还可以得到拟合曲线的一阶和二阶导数的光滑曲线，这样，提高了轮轨接触的几何分析及运动和动力学分析的精确性。所用的数值过程特别适用于ＭＡＴＬＡＢ语言的编程。 展开更多

关键词 曲线拟合法 轮轨型面 MATLAB语言 编程

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不同牵引工况高速铁路轮轨型面匹配研究 被引量：1

8

作者 王雪萍 张军 马贺 《机车电传动》 北大核心 2018年第4期83-87,共5页

为了系统分析新型钢轨廓形与动车组车轮型面匹配情况,将LMA、S1002CN、XP55车轮型面分别与60D、60N钢轨型面在对中位置进行型面匹配,建立轮对-钢轨三维弹塑性接触有限元模型,分析不同牵引工况下轮轨之间的Mises应力、接触状态和纵向接... 为了系统分析新型钢轨廓形与动车组车轮型面匹配情况,将LMA、S1002CN、XP55车轮型面分别与60D、60N钢轨型面在对中位置进行型面匹配,建立轮对-钢轨三维弹塑性接触有限元模型,分析不同牵引工况下轮轨之间的Mises应力、接触状态和纵向接触切应力。得出结果:当动车组车轮型面与2种钢轨型面在对中位置匹配时,60N钢轨的Mises应力更小且更趋近钢轨轨顶中心;施加牵引力后,车轮中最大Mises应力中心点对于钢轨发生纵向偏移,且偏移量随牵引力的降低而减小,但轮轨间的最大Mises应力值几乎不随牵引力而变化;60N钢轨的接触斑面积较大,粘着区相对较大;当列车启动并开始运行后,60N钢轨的最大纵向接触切应力小于60D钢轨的应力值。综上所述,60N钢轨型面可以改善轮轨接触时的相互作用,延长钢轨的使用寿命。 展开更多

关键词 高速铁路 轮轨型面匹配 有限元 牵引工况 接触分析

原文传递

基于改进层次分析法的高速列车轮轨型面匹配评价方法及应用 被引量：11

9

作者 成棣 胡晓依 +3 位作者 刘丰收 侯茂锐 余喆 孙丽霞 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期80-88,共9页

针对缺乏轮轨型面匹配评价综合方法这一问题,提出基于改进层次分析法的高速列车轮轨型面匹配评价方法。选取涉及轮轨接触和车辆动力学的11个参数作为评价指标,建立层次分解模型;采用专家打分的方式建立判断矩阵,对判断矩阵进行修正并通... 针对缺乏轮轨型面匹配评价综合方法这一问题,提出基于改进层次分析法的高速列车轮轨型面匹配评价方法。选取涉及轮轨接触和车辆动力学的11个参数作为评价指标,建立层次分解模型;采用专家打分的方式建立判断矩阵,对判断矩阵进行修正并通过计算其最大特征值的特征向量确定各项评价指标的权重;设计仿真工况进行车辆动力学仿真,对评价指标的仿真结果进行归一化处理,通过加权得到轮轨型面匹配的综合评价结果。评价结果与仿真计算结果直观表现相一致,验证了评价方法的可靠性。采用此方法对LM_A和S1002CN车轮设计型面及实测型面分别与60N和60D钢轨设计型面和正负偏差包络线的匹配状态进行评价,结果表明:LM_A车轮型面与60N和60D钢轨型面的匹配状态相差不大,而S1002CN车轮型面与60N钢轨型面的匹配状态优于60D钢轨型面;2种车轮型面与2种正偏差钢轨型面的匹配状态均优于各自的负偏差钢轨型面;S1002CN车轮型面的匹配稳定性不如LM_A车轮型面。 展开更多

关键词 轮轨型面 匹配评估 层次分析法 权重 正负偏差 高速列车

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钢轨打磨处理对轮轨型面匹配及轨道振动响应特征影响 被引量：12

10

作者 肖乾 高雪山 昌超 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期125-133,共9页

为研究不同钢轨打磨处理和轮轨型面匹配对轨道结构振动特性影响,以国内某型号动车组和CRTSⅢ无砟轨道板为对象,基于车辆-无砟轨道-路基耦合系统动力学,借助于Ansys和UM软件建立动力学模型,分析不同速度下轮轨型面匹配对轨道板振动特性... 为研究不同钢轨打磨处理和轮轨型面匹配对轨道结构振动特性影响,以国内某型号动车组和CRTSⅢ无砟轨道板为对象,基于车辆-无砟轨道-路基耦合系统动力学,借助于Ansys和UM软件建立动力学模型,分析不同速度下轮轨型面匹配对轨道板振动特性的影响。结果表明:轮轨型面磨耗会对接触特性产生显著影响,从单点接触变为多点接触,等效锥度和接触角增大,同时对轨道板结构的振动特性产生不同程度的影响。通过对钢轨进行打磨,可有效改善轮轨接触特性,轨道板的振动位移与加速度峰值下降,为打磨目标型面的后续改进提供指导。 展开更多

关键词 钢轨打磨 轮轨型面匹配 车辆-轨道动力学 轮轨滚动接触 车辆系统动力学

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轮轨型面匹配对钢轨亚表面抗疲劳裂纹扩展影响 被引量：5

11

作者 方修洋 张昊楠 马东文 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1824-1833,共10页

以标准轮轨型面LMA-60N为对象,分别建立直线运行工况和曲线运行工况下新轮新轨、新轮磨耗轨和磨耗轮磨耗轨匹配关系的6组仿真模型,计算得到钢轨相应的等效应力分布。在焊接钢轨亚表面危险部位引入裂纹并基于Paris理论进行疲劳裂纹扩展... 以标准轮轨型面LMA-60N为对象,分别建立直线运行工况和曲线运行工况下新轮新轨、新轮磨耗轨和磨耗轮磨耗轨匹配关系的6组仿真模型,计算得到钢轨相应的等效应力分布。在焊接钢轨亚表面危险部位引入裂纹并基于Paris理论进行疲劳裂纹扩展寿命分析,以评估轮轨磨耗状态下其型面匹配对钢轨亚表面抗疲劳裂纹扩展能力的影响。研究结果表明:轮轨磨耗对钢轨表面损伤的影响比亚表面的大,且钢轨亚表面2~3 mm深处的裂纹扩展是剪切应力引起的Ⅱ型、Ⅲ型共面剪切型扩展,其深度范围等效应力也最大;直线运行工况更适合新轮新轨型面匹配运行,该型面匹配下钢轨亚表面裂纹扩展速率最慢,扩展寿命最长;曲线运行工况下更适合磨耗轨型面,曲线段磨耗轮与磨耗轨匹配时,钢轨亚裂纹扩展速率最小,扩展寿命最长。 展开更多

关键词 轮轨型面匹配 疲劳裂纹 亚表面 扩展寿命

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轮轨型面对重载货车曲线通过性能的影响

12

作者 王峻 侯茂锐 陈波 《大连交通大学学报》 CAS 2016年第2期22-27,共6页

为了研究轮轨型面对重载货车曲线通过性能的影响,选择我国LM车轮踏面与75kg/m钢轨(简称CN75)、美国AAR-1B踏面与136RE(即68kg/m)钢轨、欧洲S1002踏面与UIC60钢轨,比较了这3组轮轨型面的几何形状和轮轨接触几何关系.基于Adams/Rail建立了... 为了研究轮轨型面对重载货车曲线通过性能的影响,选择我国LM车轮踏面与75kg/m钢轨(简称CN75)、美国AAR-1B踏面与136RE(即68kg/m)钢轨、欧洲S1002踏面与UIC60钢轨,比较了这3组轮轨型面的几何形状和轮轨接触几何关系.基于Adams/Rail建立了C80BH货车的动力学模型,仿真计算了三种踏面在原配合状态时以及与我国75kg/m配合时C80BHBH货车的曲线通过性能,比较了轮轨横向力、脱轨系数和轮轨磨耗等参数.结果表明:AAR-1B踏面与CN75钢轨配合在半径400m小曲线上具有较好的曲线通过性能;LM踏面与CN75钢轨配合在半径800米曲线上的轮缘磨耗较小;曲线上,S1002踏面和CN75钢轨配合的轮轨横向力出现剧烈振荡. 展开更多

关键词 重载货车 轮轨型面 轮轨关系 曲线通过 仿真计算

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动车运用所内小半径曲线段轮轨型面匹配特性 被引量：2

13

作者 司道林 王树国 +2 位作者 杨东升 王璞 葛晶 《铁道建筑》 北大核心 2021年第11期131-134,共4页

动车运用所内小半径曲线较多,主要铺设50 kg/m钢轨。本文在分析轮轨型面匹配特性的基础上,提出钢轨廓形的优化目标,进而建立动车组-轨道动力学模型,对比分析实测廓形与优化廓形对小半径曲线段动车组通过性能的影响。结果表明:动车组通... 动车运用所内小半径曲线较多,主要铺设50 kg/m钢轨。本文在分析轮轨型面匹配特性的基础上,提出钢轨廓形的优化目标,进而建立动车组-轨道动力学模型,对比分析实测廓形与优化廓形对小半径曲线段动车组通过性能的影响。结果表明:动车组通过小半径曲线段时的主要问题是接触区域过度集中、轮径差不足,增加轮轨接触面积和轮径差是钢轨廓形优化的主要任务;通过优化上股钢轨廓形增加接触面积,主要优化距轨顶中心10~35 mm的区域;通过优化下股钢轨廓形增加轮径差,主要优化距轨顶中心-5~30 mm的区域;与实测廓形相比,优化廓形可使接触面积增加29%,轮对冲角减小10%,轮轨横向力减小10%,轮缘磨耗指数减小13.4%,脱轨系数也有所改善,优化廓形可明显提高动车组曲线段通过性能。 展开更多

关键词 轮轨关系 优化廓形 动力学模型 钢轨廓形 轮轨接触面积 轮径差 轮轨型面匹配

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高速铁路轮轨型面匹配理论分析与试验研究 被引量：2

14

作者 吕岩治 张军 +2 位作者 牛岩 王稳 田志鹏 《铁道建筑》 北大核心 2021年第4期111-115,共5页

根据实测轮轨型面数据建立高速铁路轮轨三维弹塑性接触有限元模型,计算分析不同轮轨型面匹配的接触斑状态、轮轨接触应力以及轮对横移量、荷载工况对轮轨接触应力的影响。采用现场切割的标准60 kg/m钢轨、60N轨及磨耗车轮试件,在轮轨接... 根据实测轮轨型面数据建立高速铁路轮轨三维弹塑性接触有限元模型,计算分析不同轮轨型面匹配的接触斑状态、轮轨接触应力以及轮对横移量、荷载工况对轮轨接触应力的影响。采用现场切割的标准60 kg/m钢轨、60N轨及磨耗车轮试件,在轮轨接触试验台上试验研究不同轮轨型面的匹配性能。结果表明:不同轮对横移量下,与标准60 kg/m钢轨相比,60N轨与车轮匹配的接触斑面积更大,与标准车轮对中匹配的接触斑更接近椭圆形,且最大Mises应力更小,最大应力点更接近轨面;施加不同的牵引力,磨耗车轮与钢轨匹配的最大Mises应力明显大于标准车轮,与标准60 kg/m钢轨匹配时应力增幅远大于60N轨;试验与仿真计算结果基本吻合;60N轨与车轮总体匹配效果良好。 展开更多

关键词 高速铁路 轮轨型面匹配 数值模拟 试验分析 接触斑 最大Mises应力 轮对横移量

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地铁车辆轮轨型面匹配及其对接触应力的影响 被引量：1

15

作者 侯茂锐 蔡园武 +1 位作者 刘丰收 杨光 《铁道建筑》 北大核心 2020年第7期123-127,共5页

为了改善地铁车轮出现的异常磨耗问题,对上海地铁3号线车辆车轮踏面DIN5573出现的磨耗进行测试,获得2种磨耗车轮踏面。在SIMPACK软件中建立了地铁车辆动力学仿真模型,计算得到未磨耗、凹形磨耗、沟槽状磨耗3种车轮踏面与TB60,60N钢轨型... 为了改善地铁车轮出现的异常磨耗问题,对上海地铁3号线车辆车轮踏面DIN5573出现的磨耗进行测试,获得2种磨耗车轮踏面。在SIMPACK软件中建立了地铁车辆动力学仿真模型,计算得到未磨耗、凹形磨耗、沟槽状磨耗3种车轮踏面与TB60,60N钢轨型面匹配时轮对横移量,将其输入到用ABAQUS软件建立的轮轨三维弹塑性有限元模型,分析不同轮轨型面匹配对接触应力的影响。结果表明:3种车轮踏面与60N钢轨型面匹配时轮轨接触点均匀分布在轨顶和车轮踏面中部,等效锥度基本稳定;在半径350 m的曲线上,与TB60钢轨型面匹配相比,3种车轮踏面与60N钢轨型面匹配时轮轨最大接触应力最多减小384.9 MPa,钢轨、车轮最大Mises应力最大减幅分别为40%,35%。城市轨道交通小半径曲线地段较多,采用60N钢轨型面可以明显降低曲线外股的接触应力,减少轮缘磨耗和钢轨侧磨,从而降低钢轨疲劳伤损。 展开更多

关键词 地铁 60N钢轨型面 数值仿真 轮轨型面匹配 车轮磨耗 轮轨接触应力

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轨道几何状态对高铁钢轨型面磨耗区段轮轨匹配特性的影响

16

作者 杨爱红 高雅 +2 位作者 王永华 金明 张家海 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第11期38-44,共7页

为分析某运营速度250 km/h高速铁路直线区段的钢轨磨耗情况及其与轨道几何不平顺共同作用下对轮轨匹配特性的影响,建立车轨系统动力学模型,结合非Hertz轮轨滚动接触理论,对比了实测磨耗轮轨型面匹配时,轮轨静态接触的接触点分布、等效... 为分析某运营速度250 km/h高速铁路直线区段的钢轨磨耗情况及其与轨道几何不平顺共同作用下对轮轨匹配特性的影响,建立车轨系统动力学模型,结合非Hertz轮轨滚动接触理论,对比了实测磨耗轮轨型面匹配时,轮轨静态接触的接触点分布、等效锥度以及动态轮对横移量、接触斑面积和最大接触应力的分布特征及其与CHN60&LMA型面匹配时的差异,进一步研究轨道几何状态对钢轨磨耗区段轮轨接触特性的影响。研究结果表明:磨耗钢轨型面左右股光带宽度和垂磨量均存在差异,左右股钢轨型面对称性差;钢轨磨耗导致轮轨接触点分布较为分散,在轮对横移量较小时,等效锥度较大,在轮对横移量较大时,等效锥度较小;轨道几何不平顺作用下磨耗钢轨型面左股钢轨接触斑面积大于右股钢轨,左股钢轨最大接触应力小于右股钢轨,仿真计算结果与现场测试情况一致;与采用CHN60型面相比,采用磨耗钢轨型面轮对的对中能力较差,左右股钢轨接触斑面积减小量的95%分位数约为90 mm^(2),最大接触应力增加量的95%分位数约为800 MPa和900 MPa,轮轨接触状态不良;应及时开展直线段左右股钢轨光带差异较大、钢轨廓形对称性较差区段钢轨打磨工作,以改善钢轨服役状态,保障轮轨良好匹配。 展开更多

关键词 高速铁路 钢轨磨耗 轮轨型面匹配 车轨系统动力学 轮轨接触

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改善轮轨接触状态的重载车轮型面优化研究 被引量：4

17

作者 钟浩 王文健 刘启跃 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期23-28,共6页

基于轮轨接触几何关系,以轮径差函数为设计目标,对重载线路75kg/m钢轨型面进行逆向求解,优化出满足轮径差函数的重载车轮型面;对优化前后重载车轮踏面的静态接触、动力学性能和基于磨耗数的车轮损伤函数进行了对比。结果表明:优化后重... 基于轮轨接触几何关系,以轮径差函数为设计目标,对重载线路75kg/m钢轨型面进行逆向求解,优化出满足轮径差函数的重载车轮型面;对优化前后重载车轮踏面的静态接触、动力学性能和基于磨耗数的车轮损伤函数进行了对比。结果表明:优化后重载车轮踏面与75kg/m钢轨匹配时,轮轨间接触点分布更加合理,接触斑最大正压力有所降低,具有更好的曲线通过性能;优化后的车轮踏面在高低轨呈现出更小的损伤值,可有效降低轮轨磨耗与裂纹损伤。 展开更多

关键词 重载轮轨 轮轨型面 优化 损伤函数

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不同车轮型面对地铁道岔区轮轨静态接触行为的影响 被引量：1

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作者 陈嵘 丁晔 +3 位作者 陈嘉胤 王雪彤 徐井芒 王平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2624-2633,共10页

为了研究不同车轮型面对地铁9号道岔转辙器区的轮轨静态接触行为的影响,基于经典迹线法求解轮轨接触几何关系,利用三维非赫兹滚动接触理论分析接触力学特性,分析接触点对分布、道岔转辙器结构不平顺、轮轨接触几何参数和轮轨接触斑的形... 为了研究不同车轮型面对地铁9号道岔转辙器区的轮轨静态接触行为的影响,基于经典迹线法求解轮轨接触几何关系,利用三维非赫兹滚动接触理论分析接触力学特性,分析接触点对分布、道岔转辙器结构不平顺、轮轨接触几何参数和轮轨接触斑的形状、面积及最大法向接触应力等。数值计算中,考虑轮背距为1353 mm的LM和DIN5573以及轮背距为1358 mm的S1002这3种车轮型面,从静力学分析的角度提出地铁道岔区的最优车轮型面。研究结果表明:DIN5573车轮过岔接触点对分布较集中,结构不平顺幅值较小,直向过岔时轮对的稳定性较好但接触力学特性较差;S1002车轮侧向过岔通过能力较强,接触力学特性良好,但轮对向尖基轨侧横移时较易发生轮缘接触,轮轨表面易产生疲劳伤损;LM车轮综合匹配性能最好。 展开更多

关键词 轮轨型面 转辙器 等效锥度 接触斑 轮缘接触

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两种型面轮轨滚动接触应力分析 被引量：37

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作者 金学松 温泽峰 张卫华 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期5-11,共7页

利用非Hertz滚动接触理论分析计算了磨耗型轮对、锥型轮对与钢轨之间滚动接触斑的作用力分布。再利用弹性力学中Bossinesq-Cerruti力/位移计算公式并借助Gauss数值积分方法,确定了两种型面轮轨滚动接触时体内的弹性位移、应变和应力的... 利用非Hertz滚动接触理论分析计算了磨耗型轮对、锥型轮对与钢轨之间滚动接触斑的作用力分布。再利用弹性力学中Bossinesq-Cerruti力/位移计算公式并借助Gauss数值积分方法,确定了两种型面轮轨滚动接触时体内的弹性位移、应变和应力的分布情况。数据结果为轮轨型面优化设计和轨底坡的设计提供了重要的参考依据。 展开更多

关键词 铁路机车 车辆轮对 型面轮轨 滚动接触理论 应力分析 数值积分方法 弹性力学

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踏面匹配与初始裂纹形态交互作用下车轮多轴疲劳裂纹扩展特性

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作者 黄奎龙 余刚 +1 位作者 方修洋 张昊楠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期187-191,共5页

地铁车辆车轮裂纹常萌生于车轮踏面及亚表面,亚表面裂纹是影响车轮寿命的关键因素之一。借助有限元仿真方法,在轮轨接触三维模型亚表面处插入初始裂纹,研究了不同轮轨匹配形式、不同初始裂纹形态对亚表面疲劳裂纹扩展特性的影响。结果显... 地铁车辆车轮裂纹常萌生于车轮踏面及亚表面,亚表面裂纹是影响车轮寿命的关键因素之一。借助有限元仿真方法,在轮轨接触三维模型亚表面处插入初始裂纹,研究了不同轮轨匹配形式、不同初始裂纹形态对亚表面疲劳裂纹扩展特性的影响。结果显示,车轮亚表面3 mm处接触应力数值最大,在锥形、LM型、LMA型三种踏面类型中,采用LM型踏面时车轮亚表面等效应力最大,最容易发生疲劳破坏;裂纹扩展均呈现出多轴疲劳裂纹扩展特性,锥形踏面工况下裂纹的扩展速率高于其余两种踏面类型下的裂纹扩展速率;不同初始裂纹角度中,45°初始裂纹角度是最危险的角度;初始裂纹深度对裂纹的扩展路径基本无影响。本研究结果对车轮亚表面埋藏裂纹缺陷评判及剩余寿命预测有一定的工程及理论指导意义。 展开更多

关键词 车轮 轮轨型面匹配 初始裂纹 亚表面 疲劳裂纹扩展

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