动车所小半径曲线钢轨磨耗研究

发布时间：2020-12-24 00:55

　　基于多体动力学软件UM,采用Kik-Piotrowski模型模拟轮轨接触、Archard磨损模型模拟钢轨磨耗,构建CRH5型动车车辆—轨道耦合动力学模型,对广州东动车所200和350 m小半径曲线以及太原南动车所250和300 m小半径曲线钢轨磨耗进行研究。结果表明:曲线直圆点、曲中点、圆直点处的钢轨磨耗由大到小依次为曲中点、圆直点、直圆点;随着行车速度的增加,小半径曲线钢轨磨耗增加,且半径越小、增加越快,曲线内轨磨耗最大值可达2.29 mm,曲线外轨可达10.11 mm;随着列车通过辆数的增加,磨耗范围呈扩大趋势;钢轨磨耗随曲线半径的增加而减小;车辆动力响应随钢轨磨耗的增大呈增大趋势,其中脱轨系数受影响最大,当通过车辆数达到100万辆时脱轨系数超过限值,有脱轨风险。 

【文章来源】：中国铁道科学. 2020年06期 北大核心

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【部分图文】：

以“rail wear”为主题的国外研究文献发表数量变化趋势

图1 以“rail wear”为主题的国外研究文献发表数量变化趋势从以上文献可以看出，研究人员对钢轨磨耗的研究重点主要集中在运营线路上，对于不载客的动走线及动车所的钢轨磨耗关注比较少。一般动走线及动车所的小半径曲线较多，其曲线半径主要集中在200～350 m之间[18]。因此，本文进行动车所小半径曲线钢轨磨耗研究。

基于多体动力学软件UM建立CRH5型动车车辆—轨道耦合动力学模型，如图3所示。车辆由1个车体、2个摇枕、2个构架、4个轮对和8个轴箱组成，其中车体、摇枕、构架、轮对按6个自由度考虑，轴箱仅考虑点头自由度，全车共计62个自由度。一系、二系悬挂根据实际车辆结构采用线性或非线性弹簧—阻尼力元模拟，其中一系悬挂主要包括一系弹簧、一系阻尼及转臂节点，二系悬挂主要包括空气弹簧、横向减振器、抗蛇形减振器、牵引拉杆及横向止档等。线路1选用广州东动车所客19道R200 m和R350 m反曲线，线路横、纵断面如图4所示。线路2选用太原南动车所客16道R250 m和R300 m反曲线，线路横、纵断面如图5所示。为更真实模拟轨道柔性特性，轨道钢轨模型采用基于有限元法的3D铁木辛柯梁进行模拟。


本文编号：2934664