地铁车轮不圆形成机理研究

发布时间：2025-02-09 12:09

　　随着城市轨道交通建设进程的加快,由地铁车轮低阶不圆磨耗带来的轮轨异常振动和噪声问题日益凸显。国内外学者针对车轮低阶不圆磨耗问题已有相关研究,但对于机理研究还未有较明显的结论。本文基于地铁车轮低阶不圆磨耗现象展开研究:线路试验数据时域和频域分析结果作为问题出发点;基于车轮材料探究了车轮低阶不规则磨损形成机理,建立轨道系统有限元模型分析了轨道P₂力振动频率下模态特性;针对轮轨接触点零点偏移及钢轨波磨下的振动规律,分析与车轮低阶不圆磨耗关系。主要研究内容和结论如下:1)通过对国内运营较为成熟的地铁车辆进行动力学试验和车轮不圆度测试,明确地铁车轮普遍存在5～9阶的低阶不圆磨耗问题,以7～9阶不圆为主,垂向存在55Hz附近主频,与车轮转频的7～9倍频接近。2)经过普通道床时,车轮镟修前后轴箱均存在与速度无关的55Hz附近垂向振动主频,该主频为轮轨耦合系统下的P₂力振动频率。3)基于Euler-Bernoulli梁理论,建立了簧下质量-轨道系统连续梁的有限元模型,经理论计算和仿真表明线路实测55Hz附近的P₂频率明显低于钢轨一阶自振频...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 轮轨振动系统方面
        1.2.2 踏面制动系统方面
        1.2.3 车轮材质方面
    1.3 研究问题
    1.4 本文主要研究内容及技术路线
第2章 车轮低阶不圆形成机理及车辆振动特性研究
    2.1 地铁车轮低阶不圆形成机理分析
    2.2 地铁车轮不圆特征及车辆振动分析
        2.2.1 车轮不圆度分析
        2.2.2 轴箱振动加速度分析
        2.2.3 不同道床垂向振动特征频率分析
        2.2.4 自下而上振动传递研究
        2.2.5 轮轨系统P2力振动频率分析
    2.3 小结
第3章 地铁车轮材料特性研究
    3.1 地铁车轮不圆磨耗现象分析
    3.2 车轮材料特性研究
        3.2.1 车轮热处理关键过程分析
        3.2.2 基于车轮材料的周向不均匀磨耗原因分析
        3.2.3 上贝氏体组织机械性能分析
        3.2.4 车轮C含量及合金含量影响分析
        3.2.5 热处理环节关键点建议
    3.3 小结
第4章 轨道结构动态特性研究
    4.1 连续梁垂向振动力学模型
    4.2 欧拉-伯努利梁力学模型振动分析
    4.3 基于有限元的轨道模态振动特性研究
        4.3.1 钢轨基础分布刚度及簧下质量影响分析
        4.3.2 轨枕间距影响分析
        4.3.3 长轨道各区间模态振动规律研究
    4.4 地铁车辆结构关键区间长度比例建议
    4.5 小结
第5章 地铁车轮低阶不圆频率特性及振动研究
    5.1 轮轨系统振动零点偏移问题
        5.1.1 轮轨接触点零点位置偏移分析
        5.1.2 零点偏移与车轮低阶不圆频率关系
    5.2 钢轨波形磨耗与车轮不圆关系研究
        5.2.1 钢轨波磨频率特征分析
        5.2.2 波磨与车轮低阶不圆频率关系
    5.3 小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及参与科研项目



本文编号：4032206