曲线钢轨初始波磨形成的机理分析.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 第44卷第3期 机 械 工 程 学 报 v。1．44 No．3 2008年 3月 CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGIN EERING Mar． 2008 曲线钢轨初始波磨形成的机理分析木 金学松 温泽峰 肖新标 (西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都 610031) 摘要：利用数值方法分析钢轨离散支撑引发曲线钢轨初始波浪形磨损形成的机理。建立车辆轨道耦合动力学模型、轮轨滚动 接触理论模型和轮轨界面材料摩擦磨损模型为一体的钢轨磨耗型波浪形磨损计算模型。考虑半个车辆模型和有限计算长度的 轨道模型，利用Hertz非线性接触弹簧和沈志云．Hydrick．EIkins非线性蠕滑理论耦合车辆和轨道的计算模型来计算轮轨的法 向载荷和切向载荷。通过车辆过曲线动力学分析，确定轮轨的瞬时接触位置、法向载荷、蠕滑率等。根据修改的Kalker三维 滚动接触理论计算轮轨滚动接触力学行为，再利用轮轨材料摩擦磨损模型计算钢轨的磨损量。对曲线两端的缓和曲线和圆曲 线的初始波磨形成过程作详细分析，并对波动频率也作了调查。数值结果显示，同一个转向架4个车轮引起的磨损波长和波 深是不同的；不同曲线位置初始波磨的波深和波长也有区别；波磨的频率和轮轨接触振动密切相关：波磨的频率不仅包含轨 枕的通过频率，也包含轨道被激发的更高振动频率。 关键词：曲线轨道 钢轨波磨 波长 轨枕 车辆／轨道动力学 滚动接触力学 摩擦磨损 中图分类号：U211 Investigation into Mechanism of Initial Rail Corrugation Formation at a Curved Track J1N Xuesong WEN Zefeng XIAO Xinbiao (Traction Power State Key Laboratory,Southwest Jiaotong University,Chengdu 6 1003 1) Abm ct：The mechanism of initial rall corrugation formation at a curved track iS analyzed with a humerical method．The numerical method considers a combination of a coupling dynamic model of a half railway vehicle and a finite length curved track，Kalker’S theory ofthree-dimensional elastic bodies in rolling contact，and a material wear mode1．The Hertzian contact non—linear spring with a unilateral restrain and the non··linear tangent creep·-force model by SHEN··Elkins··Hydrick are used to couple the vehicle model with the track mode1．Through the detailed analysis on the dynamic behavior ofthe vehicle curving and the transient contact geometry of the wheelset and track,the normal forces，the creepag