地铁车辆轮轨型面匹配及其对接触应力的影响

发布时间：2021-01-21 05:01

　　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。 

【文章来源】：铁道建筑. 2020,60(07)北大核心

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【部分图文】：

实测车轮踏面

3种车轮踏面分别与TB60,60N钢轨型面匹配时轮轨接触点分布见图2。对于DIN5573，与60N钢轨型面匹配时轮轨接触点更加靠近钢轨轨顶中部和车轮踏面中部，与TB60钢轨型面相比减小了一部分轮缘与轨侧接触。

将轮对横移量3 mm时等效锥度定义为名义等效锥度[10]。不同轮轨匹配时名义等效锥度见图3。可知，与TB60钢轨型面匹配时，Wear1名义等效锥度由初始的0.02增大到0.05，车辆运行平稳性降低；Wear2名义等效锥度由初始的0.02减小到0.002，过小的名义等效锥度容易引发低频晃车问题，使得运行平稳性降低。与60N钢轨型面匹配时，Wear1和Wear2的名义等效锥度变化平缓，基本稳定在0.025。2 仿真模拟


本文编号：2990509