论文部分内容阅读
伴随经济的快速发展,铁路货物运量迅猛增加,虽然我国重载铁路运输能力已有很大发展,但依然严重不足,提高轴重和速度成为提高重载运输运量的重要措施。随着货车轴重和速度的不断增加,轮轨接触关系更加恶劣,车轮和钢轨间的磨耗也越来越严重,不仅增加了铁路运输成本,而且直接危害行车安全,因此开展车轮磨耗研究具有很重要的指导意义。利用WR-1轮轨滚动磨损试验机通过对我国CL60车轮材料与U71 Mn钢轨材料进行实验,获得了CL60车轮材料的Tγ/A-磨损率曲线。使用SIMPACK软件建立了车辆系统动力学模型,使用MATLAB软件发展了基于赫兹接触-FASTSIM算法、车轮材料Tγ/A-磨损率曲线和Archard磨耗指数为一体的车轮磨耗计算模型的程序。采用5点3次和三次样条平滑方法分别对车轮磨耗深度与踏面更新数据进行平滑。研究了基于Tγ/A-磨损率曲线和基于Archard磨耗指数两种不同车轮磨耗计算模型对同一工况下不同车轮磨耗的影响及踏面演变规律。分析计算了不同工况对车轮磨耗的影响,研究了大秦线上车轮踏面的变化规律。论文主要研究结论如下：(1)轮轨材料Tγ/A-磨损率曲线可分为轻度磨损、严重磨损和灾难性磨损三个区域,这三个区域和材料所处的损伤机制相吻合。(2)同一转向架下,前轮对比后轮对的磨耗严重；外轨上车轮比内轨上车轮磨耗严重。(3)Archard指数模型在各个区间取平均值,Tγ/A-磨损率指数模型的取值是随Tγ/A值连续变化的,所以在仿真计算时Tγ/A-磨损率指数模型比Archard指数模型准确。(4)车轮磨耗体积均随轴重的增加而增大,随曲线半径的增加而减小；直线上,磨耗体积随速度的增加变化不明明；曲线上,除车轮和车轮5外,磨耗体积随速度的增加先减小后增加。(5)大秦线仿真时,每个转向架下前轮对的磨耗深度均比后轮对大,每个轮对上的两个车轮踏而变化情况几乎一致。