钢轨波磨对高速列车车轮多边形磨耗产生与发展的影响
发布时间：2021-04-01 12:54
列车车轮多边形磨耗问题广泛存在于我国高速列车上,会显著增大轮轨之间的相互作用力,严重影响列车运行安全性和舒适性,其产生和发展机理值得探究。车轮多边形磨耗与钢轨波浪形磨损（简称:波磨）从磨耗特征来看较为相似,只是发生磨耗的载体不同,钢轨波磨是否对车轮多边形磨耗存在根本的影响值得深入研究。以我国某线路上运行的高速动车组列车为研究对象,通过建立车轮多边形磨耗仿真预测模型,结合现场试验数据,调查钢轨波磨对车轮多边形磨耗产生和发展的影响。研究表明,钢轨波磨虽然可以导致轮轨力和蠕滑率等磨耗关键参数沿车轮圆周发生周期性波动,但是在车辆实际运营条件下,钢轨波磨导致车轮多边形磨耗产生这一观点的成立条件极为"苛刻",对车轮和钢轨波磨区段起始点的接触位置、钢轨波磨的波长以及车轮周长都有严格的要求。在实际中该条件难以满足。因此,钢轨波磨的存在并不是车轮多边形产生的根本原因。结果可为高速列车车轮多边形形成机理的相关研究提供参考和指导。
【文章来源】：机械工程学报. 2020,56(17)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
结算结果对比为调查导致两种工况下磨耗量出现差异的原
月2020年9月吴越等：钢轨波磨对高速列车车轮多边形磨耗产生与发展的影响205所示。此结论得到测试现场大多数试验数据的论证，具有很高的可信度。列车运行通过钢轨波磨区段时，所受到激励的波长即为钢轨波磨的波长。因此，需要保证钢轨波磨的波长和车轮周长之间满足整分关系，车轮多边形磨耗才会发展起来。图12频率固定激励示意图为研究钢轨波磨的波长和车轮周长之间的整分关系对车轮多边形磨耗发展的影响，现计算直径为830mm的车轮运行通过波长为144.9mm的钢轨波磨区段，其多边形磨耗情况，并和上文计算所得的同样直径的车轮运行通过波长为151.4mm的钢轨波磨区段，其多边形磨耗情况进行对比。图13给出了运行同样里程后，两种工况下的磨耗量分布特性对比结果。由图13可知，对于直径为830mm车轮的列车，运行通过144.9mm特征波长的钢轨波磨区段时，出现了显著的18阶多边形磨耗。而运行通过151.4mm特征波长的钢轨波磨区段时，多边形磨耗并不显著。图13车轮多边形磨耗对比利用式(16)也可算得，当波长为144.9mm时，恰好能18整分车轮周长，多边形磨耗发展迅速。而波长为151.4mm时，则无明显的整分关系，多边形磨耗发展十分缓慢。144.9mm151.4mmππ83018.00144.9ππ83017.22151.4DnDnλλ×===×===(16)为探明列车通过不同波长的钢轨波磨区段时出现多边形磨耗程度差异的原因，现对多边形磨耗发展过程进行了分析计算，两种工况车轮滚过50圈，计算结果如图14所示，两种工况所示的多边形磨耗差异甚大。这个结果说明，轮轨激励波长严格整除车轮滚动圆周长，多边形波深深度才会快速发展。图14车轮多边形磨耗发
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速列车车轮多边形磨耗对轮轨力和转向架振动行为的影响[J]. 吴越,韩健,刘佳,梁树林,金学松. 机械工程学报. 2018(04)
[2]高速列车高阶车轮多边形磨耗机理的试验研究（英文）[J]. Yue WU,Xing DU,He-ji ZHANG,Ze-feng WEN,Xue-song JIN. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2017(08)
[3]Effect of wheelset flexibility on wheel–rail contact behavior and a specific coupling of wheel–rail contact to flexible wheelset[J]. Shuoqiao Zhong,Xinbiao Xiao,Zefeng Wen,Xuesong Jin. Acta Mechanica Sinica. 2016(02)
[4]轮对前2阶弯曲模态对动力学行为的影响（英文）[J]. Shuo-qiao ZHONG,Jia-yang XIONG,Xin-biao XIAO,Ze-feng WEN,Xue-song JIN. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2014(12)
[5]地铁车辆车轮多边形的机理分析[J]. 李伟,李言义,张雄飞,温泽峰,吴磊,邓铁松,金学松. 机械工程学报. 2013(18)
[6]车轮多边形磨耗机理的有限元研究[J]. 陈光雄,金学松,邬平波,戴焕云,周仲荣. 铁道学报. 2011(01)
博士论文
[1]钢轨波浪形磨损研究[D]. 温泽峰.西南交通大学 2006
本文编号：3113369
【文章来源】：机械工程学报. 2020,56(17)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
结算结果对比为调查导致两种工况下磨耗量出现差异的原
月2020年9月吴越等：钢轨波磨对高速列车车轮多边形磨耗产生与发展的影响205所示。此结论得到测试现场大多数试验数据的论证，具有很高的可信度。列车运行通过钢轨波磨区段时，所受到激励的波长即为钢轨波磨的波长。因此，需要保证钢轨波磨的波长和车轮周长之间满足整分关系，车轮多边形磨耗才会发展起来。图12频率固定激励示意图为研究钢轨波磨的波长和车轮周长之间的整分关系对车轮多边形磨耗发展的影响，现计算直径为830mm的车轮运行通过波长为144.9mm的钢轨波磨区段，其多边形磨耗情况，并和上文计算所得的同样直径的车轮运行通过波长为151.4mm的钢轨波磨区段，其多边形磨耗情况进行对比。图13给出了运行同样里程后，两种工况下的磨耗量分布特性对比结果。由图13可知，对于直径为830mm车轮的列车，运行通过144.9mm特征波长的钢轨波磨区段时，出现了显著的18阶多边形磨耗。而运行通过151.4mm特征波长的钢轨波磨区段时，多边形磨耗并不显著。图13车轮多边形磨耗对比利用式(16)也可算得，当波长为144.9mm时，恰好能18整分车轮周长，多边形磨耗发展迅速。而波长为151.4mm时，则无明显的整分关系，多边形磨耗发展十分缓慢。144.9mm151.4mmππ83018.00144.9ππ83017.22151.4DnDnλλ×===×===(16)为探明列车通过不同波长的钢轨波磨区段时出现多边形磨耗程度差异的原因，现对多边形磨耗发展过程进行了分析计算，两种工况车轮滚过50圈，计算结果如图14所示，两种工况所示的多边形磨耗差异甚大。这个结果说明，轮轨激励波长严格整除车轮滚动圆周长，多边形波深深度才会快速发展。图14车轮多边形磨耗发
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速列车车轮多边形磨耗对轮轨力和转向架振动行为的影响[J]. 吴越,韩健,刘佳,梁树林,金学松. 机械工程学报. 2018(04)
[2]高速列车高阶车轮多边形磨耗机理的试验研究（英文）[J]. Yue WU,Xing DU,He-ji ZHANG,Ze-feng WEN,Xue-song JIN. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2017(08)
[3]Effect of wheelset flexibility on wheel–rail contact behavior and a specific coupling of wheel–rail contact to flexible wheelset[J]. Shuoqiao Zhong,Xinbiao Xiao,Zefeng Wen,Xuesong Jin. Acta Mechanica Sinica. 2016(02)
[4]轮对前2阶弯曲模态对动力学行为的影响（英文）[J]. Shuo-qiao ZHONG,Jia-yang XIONG,Xin-biao XIAO,Ze-feng WEN,Xue-song JIN. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2014(12)
[5]地铁车辆车轮多边形的机理分析[J]. 李伟,李言义,张雄飞,温泽峰,吴磊,邓铁松,金学松. 机械工程学报. 2013(18)
[6]车轮多边形磨耗机理的有限元研究[J]. 陈光雄,金学松,邬平波,戴焕云,周仲荣. 铁道学报. 2011(01)
博士论文
[1]钢轨波浪形磨损研究[D]. 温泽峰.西南交通大学 2006
本文编号：3113369
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