动车组运营下轨道参数对小半径曲线钢轨侧磨影响研究

为减缓动车组运营下小半径曲线外股钢轨侧磨,延长钢轨使用寿命,利用SIMPACK软件建立了小半径曲线轮轨磨耗仿真模型。仿真分析了超高、轨距、钢轨表面摩擦系数及轨底坡对动车组通过时小半径曲线外轨所受横向力、导向轮冲角及轮轨磨耗指数的影响规律。研究结果表明:钢轨表面摩擦系数及轨底坡对小半径曲线外轨侧磨影响较大,适当降低钢轨表面摩擦系数可以较大程度上降低曲线外轨所受横向力及磨耗指数;调整外轨轨底坡至1∶20,内轨轨底坡至0,对曲线外轨所受横向力及导向轮冲角影响较小;但对轮轨磨耗指数影响较大,有利于减小曲线外轨侧磨。根据研究结果,针对某动车所小半径曲线制定了减磨方法;并对改造后曲线进行了轮轨力测试和钢轨廓形测试。测试结果表明,减磨方法效果明显,可延长曲线外轨服役寿命3倍以上。     

动车组运营下轨道参数对小半径曲线钢轨侧磨的影响

为减缓动车组运营下小半径曲线外股钢轨侧磨,延长钢轨使用寿命,利用SIMPACK软件建立了小半径曲线轮轨磨耗仿真模型。仿真分析了超高、轨距、钢轨表面摩擦系数及轨底坡对动车组通过时小半径曲线外轨所受横向力、导向轮冲角及轮轨磨耗指数的影响规律。研究结果表明:钢轨表面摩擦系数及轨底坡对小半径曲线外轨侧磨影响较大,适当降低钢轨表面摩擦系数可以较大程度上降低曲线外轨所受横向力及磨耗指数;调整外轨轨底坡至1∶20,内轨轨底坡至0,对曲线外轨所受横向力及导向轮冲角影响较小;但对轮轨磨耗指数影响较大,有利于减小曲线外轨侧磨。根据研究结果,针对某动车所小半径曲线制定了减磨方法;并对改造后曲线进行了轮轨力测试和钢轨廓形测试。测试结果表明,减磨方法效果明显,可延长曲线外轨服役寿命3倍以上。     

蠕滑曲线对地铁小半径曲线轮轨接触特性的影响

为了降低地铁小曲线半径处钢轨的损伤,延长钢轨使用寿命,提出合适的轮轨摩擦因数和Kaker权重系数。首先,基于车辆-轨道耦合动力学理论,利用SIMPACK软件建立了小半径曲线动力学模型,考虑轮轨磨耗与滚动接触疲劳的耦合关系,建立钢轨损伤模型;其次,根据标准工况下动力学计算结果,分析小半径曲线轮轨动态相互作用特征,研究内侧和外侧钢轨的损伤特性,提出了最优损伤方案;然后,设置50个轮轨摩擦因数和Kalker权重系数匹配方案,分析摩擦因数和Kalker权重系数对轮轨动态相互作用和钢轨损伤特性的影响;最后,综合考虑车辆运营安全性和钢轨损伤特性,提出轮轨摩擦因数和Kaker权重系数匹配方案。研究结果表明:在标准工况下,内轨损伤形式为磨耗,外轨的磨耗程度大于内轨磨耗程度,考虑到缓和曲线上累积的疲劳损伤,外轨的使用寿命更低;Kalker权重系数越小,轮轨横向力、脱轨系数和车体横向振动加速度最大值越小,Kalker权重系数越小且摩擦因数对轮轨动力行为、磨耗和疲劳损伤的影响越小。建议小曲线半径地段轮轨摩擦因数应不大于0.2,Kalker权重系数应该不大于0.1,此时内轨和外轨磨耗指数最大值均小于100 N,钢轨几乎不产生磨耗,内轨和外轨疲劳损伤最大值为0,大幅提升了钢轨的使用寿命。     

论北京地铁房山线小半径曲线钢轨磨耗的原因及预防

地铁运行路线小半径曲线较多,导致钢轨磨耗严重,不仅影响机车运行的稳定性和舒适性,甚至在极端情况下会造成机车脱轨,严重威胁人民群众的生命和财产安全.本文以北京地铁房山线良乡大学城小半径曲线为研究对象,着重探讨钢轨磨耗形成的原因及相应的预防和整治措施,以提高钢轨使用寿命,降低运营维护成本.     

现代有轨电车线路轨底坡对槽型轨磨耗的影响

建立了槽型轨磨耗预测模型,包括考虑了独立旋转车轮的现代有轨电车车辆-轨道耦合动力学计算模型、基于槽型轨多点接触特性的轮轨接触模型以及Archard材料磨耗模型.通过与相关文献结果的对比验证了模型的有效性,并采用该模型分析了轨底坡对现代有轨电车通过小半径曲线轨道时槽型轨磨耗的影响.结果表明:轨底坡为1/60和1/20时,内外侧槽型轨轨面及轨距角位置磨耗相对集中,在X=18 mm附近位置钢轨磨耗影响较轻;相对钢轨磨耗量而言,设置轨底坡为1/20有利于减轻钢轨磨耗.     

考虑轨道几何不平顺的钢轨裂纹萌生与磨耗共存预测

在钢轨裂纹萌生和磨耗发展共存预测方法的基础上,考虑了轨道几何不平顺对轮轨接触位置分布、磨耗和疲劳损伤的影响,引入轮轨接触点在钢轨上的分布概率,分散了钢轨的磨耗和疲劳累积.分析结果表明:考虑轨道几何不平顺的情况下,轮轨接触点的分布范围和概率随着磨耗和型面变化而变化,钢轨表面磨耗和内部疲劳损伤分布范围均加宽,而损伤速率降低.预测得到800 m曲线半径外轨在裂纹萌生前的平均磨耗发展率为3.813 1μm·万次~(-1),相较未考虑不平顺的结果降低了15.92%.裂纹萌生寿命预测结果为318 292次,相较未考虑不平顺的预测结果增大了14.66%.裂纹萌生点的位置比未考虑不平顺时略远离钢轨中心.     

小半径曲线钢轨磨耗原因及防治分析

铁路运输过程中常常会出现钢轨磨损现象,给交通运输和人们的生命安全造成了严重的影响和危害,最为突出的是小半径的曲线钢轨。本文通过研究和分析造成小半径曲线钢轨磨损的原因,对其防治提出有效的解决办法和措施,以期提高小半径曲线钢轨的使用性能,延长它的使用寿命。     

60 kg/m钢轨12号提速道岔曲线尖轨磨耗机理探讨

分析了60 kg/m钢轨12号提速道岔曲线尖轨磨耗严重的原因，并就沧州工务段提出的采用减磨护轨方法进行理论论证和试验验证.     

减轻独立轮轮对系统轮轨磨耗方法的探讨

采用独立轮轮对可以有效地降低车辆地板高度,目前在轻轨车辆系统中得到了重视与应用,但在通过半径很小的曲线时较大的轮轨磨耗又严重地影响了车轮和钢轨的使用寿命.通过模拟计算,本文提出了减轻独立轮对系统磨耗的几种方法,即适当的最小曲线半径、曲线通过速度、轨道润滑和车辆导向轮结构可以有效地降低独立轮对系统轮轨磨耗程度.     

钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生和磨耗共存预测方法验证

采用小比例轮轮滚动接触疲劳试验再现钢轨裂纹萌生和磨耗过程,根据钢轨裂纹萌生和磨耗共存预测方法结合试验条件建立相应的预测模型,分别对试验和仿真预测的钢轨试样磨耗、裂纹萌生寿命和启裂角度等进行比对,从而验证钢轨裂纹萌生和磨耗共存预测方法.研究发现:当试样萌生裂纹时,有53.8％的试样经历了2个磨耗阶段,平均磨耗发展率约为5...     

西南山区重载铁路钢轨磨耗探讨

本文概述了西南重载线路钢轨磨耗情况,根据测量数据,分析了钢轨磨耗的成因,针对不同的钢轨伤损,提出了相应的整治措施.     

基于计算机视觉的钢轨磨耗自动测量技术的研究

在各种决定钢轨伤损的参数中,钢轨头部的磨耗值是最主要的参数之一.钢轨磨耗是否超限直接决定钢轨是否需要更换或打磨,因此,精确快速地测量出磨耗值对于钢轨的维护及行车安全是非常重要的.本文讨论了光取断面法在钢轨磨耗的自动测量系统中的应用,全面地阐述了系统的工作原理及解决方案.实践证明:本系统具有实时测量、速度快、精度高等特点.     

摩擦系数对滚动接触疲劳裂纹萌生和磨耗影响

提出了疲劳裂纹萌生与磨耗共存发展离散化过程建模设想,根据临界平面法材料疲劳损伤理论和Archard磨耗理论,建立钢轨三维疲劳裂纹萌生与磨耗共存发展预测模型,分析轮轨接触位置的摩擦系数对曲线段钢轨表面疲劳裂纹萌生与磨耗发展的影响.结果表明,摩擦系数对接触斑面积、形状和位置无影响,但影响轮轨接触斑黏着区/滑动区的分布和切向应力状态;随着摩擦系数的增大,钢轨的平均磨耗发展率增加、磨耗量增大、裂纹萌生寿命减小,其中,摩擦系数从0.3增大至0.7时,外轨和内轨的平均磨耗发展率分别增大了约17%～55%、16%～42%,外轨和内轨的裂纹萌生寿命分别降低约24%～34%和18%～35%;随着摩擦系数的增加,外轨的裂纹萌生位置从轨面以下2.0～2.5mm处向亚表面0.9～1.0mm移动;内轨的裂纹萌生位置基本处于轨顶面下2.4～2.6 mm;轮轨接触位置的摩擦系数控制在0.3～0.4的范围,可以达到延长钢轨疲劳裂纹萌生寿命、减缓钢轨磨耗的目的.     

现代有轨电车槽型钢轨型面优化分析

建立了现代有轨电车槽型钢轨磨耗预测模型,充分地考虑了独立旋转车轮的轮轨耦合效应,与相关文献结果对比验证了模型的有效性,并对现代有轨电车钢轨磨耗特征进行分析。建立了基于增广高斯径向基函数（AGRPF）钢轨优化模型,并采用序列二次规划法（SQP）和多目标优化原理对该模型进行求解。结果表明：钢轨外轨发生磨耗位置在轨距角Y=30 mm部分,内轨发生磨耗位置在轨顶和护轨部分;钢轨优化型面相比初始型面优化效果在15%～30%,可以有效减轻钢轨磨耗尤其侧磨、增大轮轨接触面积和减小轮轨接触应力。研究结果可为有轨电车钢轨选型与维护提供有益参考。     

低接头处钢轨的弯曲应力计算

研究车轮在钢轨上的运动是确保铁路运输安全、高效的基本前提,通过编程计算出轨道不平顺处的钢轨底部弯曲应力,为预测钢轨的疲劳寿命提供了理论依据．     

地铁钢轨双光带形成机理分析

针对国内某地铁线路上直线段钢轨出现双光带的现象,选取标准钢轨廓形与不同镟后运行里程的车轮廓形匹配,利用建立的地铁车辆动力学模型与Archard磨耗模型,对钢轨双光带的形成机理进行分析;同时利用仿真得到的钢轨磨耗廓形与车轮标准踏面外形LM匹配,研究钢轨双光带对车辆动力学性能的影响。研究结果表明：当车轮标准踏面外形LM与标准钢轨廓形匹配时,在钢轨轨距角侧会产生明显的单峰值磨耗,在钢轨上表现为单光带;随车轮镟后运行里程增加,除了轨距角侧的磨耗峰值外,在轨顶外侧也开始出现磨耗峰值;随车轮镟后运行里程进一步增大,钢轨在轨距角侧和轨顶外侧将分别形成2个明显磨耗峰值,对应钢轨上双光带出现的位置,并且双光带的位置趋于稳定;钢轨产生双光带后,车辆的蛇行临界速度明显下降,横向平稳性变差,垂向平稳性几乎不受影响。     

曲线占比权重对重载机车车轮磨耗影响

针对重载线路曲线段钢轨侧磨和机车车轮磨耗严重的问题,从线路曲线占比权重角度出发,采用UM建立重载机车动力学模型和车轮Archard磨耗模型,研究不同曲线占比权重对车轮磨耗的影响,进一步分析磨耗后车轮型面的动态接触点和静态等效锥度变化,给出重载线路曲线占比权重设置建议.研究结果表明：曲线占比权重增加到30%,会造成1位轮对轮缘和2位轮对踏面磨耗严重,且磨耗速率分别为0.827、0.582 mm/万km;曲线占比权重20%～25%,1、2位左轮对接触点在圆曲线段移动幅度最大,靠近轮缘根部.3位左轮对在曲线占比权重10%～15%时接触点移动幅度最大,接近名义滚动圆位置;建议重载线路曲线占比权重设置10%～15%时,车轮磨耗量增加幅度最小,轮轨匹配关系最佳.     

切比雪夫多项式在磨耗形踏面设计中的应用

在切比雪夫多项式逼近法的基础上 ,提出了一种高次曲线磨耗形踏面的设计方法 .利用这一方法在HLM踏面离散数据的基础上设计出了LY2型磨耗形踏面 ,并分析了LY2踏面与我国6 0kg/m钢轨匹配时的几何接触关系 .     

钢轨磨耗对EMAT感应涡流及磁场分布影响的仿真分析

为了明确钢轨磨耗对电磁超声换能器(EMAT)换能时感应涡流及磁场分布的影响,文中以磨耗钢轨踏面同水平面的夹角为控制参数,在2°～10°范围内均匀设置六种工况,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,建立了两种不同朝向放置的EMAT线圈二维有限元模型,以中心频率为300 kHz的电流信号进行激励,分析六种钢轨磨耗工况下产生的感应涡流及磁通密度分布情况。结果表明:随着钢轨磨耗程度的增加,EMAT线圈在钢轨轨头表面产生的感应涡流及磁通密度均呈现指数级下降趋势。本研究为基于EMAT技术进行钢轨轨头缺陷的检测提供参考依据。     

钢轨波浪磨耗成因的研究

本文从动力学角度出发,对钢轨产生波浪形磨耗的原因提出一个新的论点:即轮对在钢轨上的潜跳.并导出了潜跳时的冲量、潜跳时的波长及潜跳高度的计算公式.最后提出了防止或减缓钢轨波浪磨耗的措施.