基于钢轨型面扩展法的车轮型面设计.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 第44卷第3期 机 械 工 程 学 报 v。1．44 N。．3 2008年 3月 CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Mar． 2 0 0 8 基于钢轨型面扩展法的车轮型面设计木 张 剑 ，2 温泽峰 孙丽萍2金学松 ，2 (1．西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都 610031； 2．大连交通大学交通运输工程学院 大连 1160281 摘要：首先对欧洲国际铁路联盟(Union entemationale des chemins der fer,uic)高速轮轨型面S1002／UIC60和我国准高速型面 LMa／CHN60进行接触几何分析，认为LMa／CHN60型面共形度太低，对钢轨磨损以及滚动接触疲劳极为不利。以改善钢轨 的受力状态为出发点，在对钢轨型面扩展法进行数值研究的基础上，采用钢轨局部型面扩展法，根据我国60kg／m钢轨设计 出共形度较高的车轮型面。通过车辆轨道耦合动力学仿真确定车辆临界速度约为400 km／h，且具有较好的曲线通过性能。轮 轨非赫兹滚动接触分析表明，在靠近钢轨一侧接触斑面积、应力等较LMa型面变化不大的情况下，离开钢轨一侧接触斑面 积明显增大，接触应力降低约20％，钢轨与车轮的接触带变宽，钢轨接触频次得到改善。在车轮型面优化设计做了尝试性工 作，以期为我国高速、重载以及城市轨道交通车辆车轮型面优化设计提供借鉴。 关键词：轮轨关系 车轮型面设计 轮轨接触几何 滚动接触 车辆轨道动力学 中图分类号：U2ll Wheel Profile Design Based on Rail Profile Expansion Method ZHANG Jian 1,2 WEN Zefeng SUN Liping JIN Xuesong L (1．Traction Power State Key Laboratory,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031； 2．School of Traffic and TranslSortation，Dalian Jiaotong University,Dalian 1 1 6028) Abstract：Firstly the contact geometry of UIC high-speed wheel／rail profile S 1002／UIC60 and Chinese quasi—high·speed profile LMa／CHN60 is analyzed．The analysis result shows LMa／CHN60 profile has too low degree of conformity,which would have detrimental effects on wheel／rail wear and rolling contact fatigue．So，from the view point of altering the rail contact status，rail profile expansion method is researched numerically,and the partial rail profile expansion method is adopted to design wheel profile having hig