重载铁路轮轨磨损原因探讨

根据轮轨接触理论，分析了不同轮轨接触几何匹配关系下的轮轨接触应力情况，指出轮轨接触应力、轮轨接触几何关系、轴重是影响重载铁路轮轨磨损的主要因素，从重载运输装备方面提出了减少轮轨磨损的几点建议。     

考虑车轮扁疤的轮轨磨耗演化及其对车线桥系统的影响分析

基于车辆-轨道-桥梁相互作用理论和Archard材料磨损原理,建立高速车辆-轨道-箱梁桥耦合系统动力学模型,计算M2维护周期内含扁疤车轮轮轨磨耗深度分布,探讨含扁疤的轮轨磨耗演化对轮轨接触特性及车辆-轨道-桥梁系统动力学性能的影响.研究结果表明:随磨耗深度增大,含扁疤的磨损轮轨匹配时轮对横移引起的接触角、半径差变化越大;在踏面不发生二次擦伤时,初始微小扁疤随磨耗里程增大,其长度增大深度几乎不变,对车线桥耦合系统冲击作用减弱;含扁疤的磨损轮轨磨耗演化主要影响轮轨横向力;桥梁结构对磨损轮轨的磨耗演化较为敏感,建议以桥梁垂向振动加速度监测轮轨磨损状态.     

通过轮轨界面的摩擦管理降低轮轨磨损

作为探讨轮轨相互作用系列文章的第3篇,介绍轮轨界面材料磨损的基本机理及接触压强、蠕滑率和摩擦系数等因素对轮轨磨损率的影响,着重分析采用摩擦管理技术降低轮轨磨损的基本原理,并结合国内外客运和货运铁路实际应用案例介绍摩擦管理降低轮轨磨耗的具体效果。     

用简化模型分析轮轨系统横向动力响应

根据轨道结构轮轨相互作用特点，建立了冲击荷载作用下轨道结构横向振动简化模型，在一系列假定的基础上，利用MATLAB的Simulink语言编制轮轨动力作用程序，通过改变钢轨扣件横向刚度和道床横向刚度，观察其对轮轨系统横向振动特性及钢轨磨损的影响。结果表明：对曲线地段轨道结构横向刚度进行合理取值，能有效地降低轮轨相互作用以及延缓轮轨磨损。     

轮轨滚动接触疲劳与磨损耦合关系及预防措施研究

随着我国重载与高速铁路的快速发展,轮轨滚动接触疲劳与磨损问题变得越来越严重,已成为影响铁路运输安全的重要因素.因此,采用轮轨试验装置,借助表面分析测试设备,利用三维弹性体非Hertz滚动接触理论及数值程序CONTACT,研究轮轨滚动接触疲劳与磨损机理、轮轨接触斑行为及预防措施,以减轻对轮轨的损伤.主要研究内容和结果如下.     

用新方法解决老问题

美国铁道协会所属的运输技术研究中心对轮轨接触进行了新的研究 ,从而为解决轮轨磨损和滚动接触疲劳等常见问题提供了更加有效的解决方法。     

高速铁路轮轨硬度匹配研究及方向探讨

针对我国高速铁路轮轨关系中钢轨磨耗小、车轮存在凹磨和多边形磨耗、车轮镟修周期短和维护成本高等问题,从轮轨硬度匹配角度,开展轮轨材质硬度摩擦磨损小比例试验、现场轮轨磨损规律测试试验、轮轨磨耗仿真计算等研究,对轮轨硬度匹配指标和方案进行探讨。研究结果表明,轮轨硬度比控制在1.00∶1.00以上,可有效减小车轮磨耗;提高车轮硬度,可抑制和减缓多边形磨耗的产生。建议适当提高我国应用车轮的硬度,推广我国自主研发的强韧性兼备高硬度车轮,延长车轮镟修周期,节约养护维修成本。     

城市轨道交通轮轨匹配及钢轨材质选择

轮轨几何和物理匹配是减少轮轨磨损的前提条件,介绍了地铁线路所用CHN60型钢轨的材质及其轮轨形状和硬度匹配.     

轨道结构横向刚度改变对轮轨动力性能影响

根据城市轨道交通轮轨相互作用特点，以小半径曲线为研究对象，建立了冲击荷载作用下轨道结构横向振动简化模型。在一系列假定的基础上，利用MATLAB的Simulink语言编制轮轨动力作用程序，通过改变钢轨扣件横向刚度，观察其对轮轨系统横向振动特性及钢轨磨损的影响，结果表明：对曲线地段轨道结构横向刚度进行合理取值，能有效地降低轮轨相互作用以及延缓钢轨磨损。     

磨耗轮轨的弹塑性接触

本文研究了磨损轮轨的弹塑性接触,给出了数值算例,得到以下结论:磨损型轮轨的接触应力小,在强度方面优于圆锥形踏面;碰撞接触容易引起塑性变形,这种变形与踏面形状无关,应注意消除轮轨间的不平顺。     

减少提速道岔护轮轨与车轮磨耗的方法

针对铁路道岔护轮轨的磨耗问题进行了大量的现场调查和试验分析,找出了护轮轨产生磨耗的主要原因和磨损原理,同时也给出了减少护轮轨磨耗的方法与建议,对我国铁路道岔的养护和维修有一定参考价值.     

基于三维动态有限元模型的轮轨磨耗数值分析

提出基于三维动态有限元模型的轮轨形面磨耗的数值预测方法,应用非线性有限元分析软件ABAQUS建立三维有限元模型,对轮轨滚动接触过程中的磨耗问题进行数值仿真研究。分析中,轮、轨材料采用双线性的弹塑性本构模型,联合使用有限元隐式（静态）和显式（瞬态）求解方法模拟轮轨瞬态滚动接触过程;采用基于微面积的Archards磨耗模型的积分形式,对轮轨材料的滚动磨损进行计算;用基于三次样条插值函数的曲线光滑技术,对磨耗过程的磨损量分布进行光滑化处理,再根据光滑化后的磨损分布来更新轮轨形面;用Laplace网格光滑技术对车轮踏面和轨轮轨头内部的有限元网格进行光滑化处理。以以往轮轨试验为实例对数值分析模型和方法进行了验证,试验结果与数值分析结果具有良好的一致性。     

城市轨道交通轮轨异常磨损原因分析与改进措施

本文结合某市城市轨道交通轮轨异常磨损现象,在对轮轨的材质、硬度和外形等进行测试研究的基础上,分析出轮轨的异常磨耗主要是由于制动作用过度、轮轨接触不均以及车辆通过曲线时前导车轮的轮缘力对钢轨的冲击等共同作用产生的,并对此提出针对性预防建议和改进措施。     

轮轨润滑剂的性能评价方法和指标

轮轨润滑是减小轮轨磨损、降低轮轨噪声、节约列车牵引能耗及提高列车运行安全性的一种有效措施。对近年来国内外学者在轮轨润滑剂性能评价方面的工作进行梳理,归纳一些常用的评价方法和指标,为系统全面、准确地评价轮轨润滑剂性能提供借鉴。在研制新型轮轨润滑剂或筛选已有润滑剂用于轮轨润滑时,需根据不同线路、车辆及运行工况条件合理选择评价指标,并进行优化组合,在充分保证最重要指标的同时照顾次重要指标,从而获得综合性能最优的轮轨润滑剂。     

高速铁路轮轨硬度匹配试验研究

针对我国高速铁路出现车轮磨耗相对较大的问题,对国内外高速铁路轮轨硬度匹配关系的研究及应用现状进行分析,并在实验室进行3种硬度车轮与3种硬度钢轨的对磨试验,对比分析硬度不同的车轮与钢轨对磨时的轮轨磨损、变形和接触疲劳伤损等。结果表明:适当提高车轮的硬度即提高轮轨硬度比以减轻车轮磨耗较大的问题已成为国际上通行的做法;9组轮轨磨损试验中,轮轨硬度比为0.95∶1~1.15∶1时轮轨总磨耗量较小,轮轨硬度比大于1∶1时,轮轨变形和表面接触疲劳伤损较轻,轮轨硬度比为1.15∶1时轮轨总磨耗量最小,且接触疲劳伤损也最轻;随着车轮硬度的提高,不但车轮的磨耗减小,而且其抗变形能力也显著增加。建议动车组车轮与U71MnG钢轨的硬度比控制在1∶1以上,以解决我国高速铁路车轮磨耗较大的问题。     

独立车轮转向架的导向原理(2)

3 磨损与导向 铁道车辆所需的导向力是由轮轨接触产生的.轮轨相互接触在接触面产生本质上完全不同的两类力,即重力复原力和蠕滑力.这些力是导向所需的力,但也是产生如轮轨磨损这一类不良副作用的根源.因此,我们必须深入研究轮轨相互接触的作用,以采取适当措施,发挥积极的作用,排除或尽量减小不良的副作用.     

轨道振动对轮轨接触压力影响的数值分析

轮轨滚动接触振动是产生轮轨噪音、波浪形磨损和滚动接触疲劳的主要原因。本文采用数值方法分析全尺寸滚振试验台和原形尺寸单轮对试验装置进行轮轨滚动接触振动对轮轨需滑力影响的试验现象，确定了影响轮轨滚动接触正压力的主要因素。分析中采用了“集中质量法”对用来模拟轮轨关系的轮／轮物理模型进行了离散，论／轮接触表面的法向变形满足Hertz接触条件。     

城市轨道交通噪声测试分析

从噪声原理、国家标准对噪声源进行了阐述,结合长沙市轨道交通2号线列车司机室内噪声振动测试情况,利用CALIPRI轮轨外形检测仪对轮轨进行检查,并通过Matlab软件对列车1轴左轮建立轮轨振动模型进行振动频谱分析。结果表明,当列车以80 km/h速度级运行时,轮对周向磨损和轨道波磨是造成司机室噪声增大的主要原因;车轮形状发生改变是引起轮轨滚动噪声和钢轨振动噪声的直接原因。     

轮轨间撒砂的研究综述及思考

通过对国内外研究现状的调查总结,分析了目前机车车辆轮轨黏着的研究现状,概述了轮轨黏着系数及其影响因素的相关实验研究,总结了轮轨表面磨粒磨损的研究,介绍了目前所采用的增黏材料,最后提出了综合考虑磨损与增黏效果的撒砂研究、综合考虑多体接触的力学行为及其矿物破裂的力学行为的力学研究,以及选用增黏砂等相关建议。     

高铁轮轨钢的发展及高速下的轮轨损伤

随着列车运行速度的提高,车轮和轨道用钢也在不断更新换代。通过对比国内外车轮和轨道用钢的化学成分、力学性能,指明微合金化是提高高速列车轮轨钢性能的关键因素:微合金化能够在保证高强度的同时显著提高钢的韧性,从而提高钢的抗疲劳性能。并对近期关于高速列车轮轨磨损、滚动接触疲劳以及磨损和滚动接触疲劳之间关系的研究进展进行了综述。