用Laplace变换法研究轮轨滑动引起的温升（上）

在假设轮轨接触的压力为Ｈｅｒｔｚ椭圆分布且热源为瞬时静态热源的基础上，用Ｌａｐｌａｃｅ变换法研究了轮轨之间的滑动所造成的温升。     

用拉普拉斯变换方法研究轮轨滑动引起的温升

用拉普拉斯变换方法研究了由于轮轨之间的滑动所造成的温升。假设轮轨接触的压力为赫兹椭圆分布，且热源为瞬时静态热源。     

轮轨接触温升的有限元分析

分析了轮轨接触的接触温升。结果表明，在正常接触工况和较大滑滚比条件下，轮轨接触温升可达到可观数值。     

轮轨接触温升及其数值分析研究

应用传热学原理建立了轮轨接触传热的二维模型，应用Ｌａｐｌａｃｅ变换法求出了轮轨接触区的接触温升的解析解。由于解析法难以求出接触区以外的温升，数值方法得以应用，因而应用有限差分法求得了轮轨接触温升的完全数值解。通过比较分析得出，数值解和解析解间的差别随列车速度和蠕滑率的增大而增大；如果只要求轮轨接触区的温升，鉴于解析解计算速度比数值解快得多，从工程应用上来说，解析解可以满足要求。     

日本轮轨关系研究现状综述（下）

3轮轨接触的摩擦和磨耗研究 3．1磨耗形态及轮轨磨耗的主要因素 3．1．1磨耗形态分类     

日本轮轨关系研究现状综述（上）

轮轨关系对列车运行的安全性、舒适性和线路维修具有重大意义。长期以来,日本铁道研究机构对轮轨关系开展大量专题研究工作,主要涉及关于轮轨接触作用力、脱轨、轨道波状磨耗、钢轨材质、小半径曲线的外轨侧磨等问题。文章对近年来的日本轮轨关系研究文献进行整理和介绍,以供参考。     

瞬时滑动状态下轮轨摩擦系数试验研究

为研究瞬时滑动状态下荷载、速度对轮轨摩擦系数的影响规律,基于摩擦学第二定律,以U71 Mn钢轨为试验材料,研究瞬时滑动状态下,荷载、速度对轮轨摩擦系数的影响。结果表明:在瞬时滑动状态下,速度对摩擦系数的影响较为显著,摩擦系数随速度的增加而减小,当瞬时滑动速度达到2.6 m/s时,摩擦系数为0.34,较初始测定速度降低10%。摩擦力与荷载的增加成正比,但在瞬时滑动速度恒定的条件下,摩擦系数几乎不受荷载改变的影响。车轮发生瞬时滑动时,较大列车轴重和较小车轮自旋速度有利于车轮获得较大摩擦力,这对行车安全是有利的。列车瞬时滑动状态与制动状态下的摩擦系数是有差异的,在工程实际和轮轨接触分析时应根据车轮的滑动状态选用相应的摩擦系数。     

函数型摩擦系数条件下轮轨滚动和滑动接触的热机耦合分析

以直径为860mm的LMA型踏面轮对和60kg.m-1钢轨为例,在考虑轮轨间热传导以及轮轨与环境间的热传导和热辐射基础上,采用非线性有限元分析软件ABAQUS提供的mixed Lagrangian-Eulerian方法建立轮轨接触的热机耦合有限元模型,并采用隐式和显式相结合的方法分析轮轨滚、滑动接触工况下的热机耦合问题。结果表明:轮轨滚动接触时,轮轨间的摩擦温升较小、不影响轮轨表面的材料性能,工程上可以忽略其温度对轮轨接触特性的影响;轮轨滑动接触时,轮轨间的摩擦温升足以改变轮轨表面的材料性能,进而影响摩擦系数,且不同摩擦系数对轮轨接触热机耦合特性影响也较大,因此采用与相对滑动速度、温度和载荷等因素相关的函数型摩擦系数可以准确分析轮轨滑动接触的热机耦合特性。     

轮轨关系对脱轨影响的仿真研究

根据徐州南津浦线７次货物列车脱轨的特点，测量了脱轨点附近地段和未换轨地段钢轨断面以及被试车Ｃ６２Ｂ车轮踏面，建立了两种钢轨与Ｃ６２Ｂ车辆轮轨接触关系，应用轮轨耦合模型进行了仿真计算，对直线段车辆蛇行特征和安全指标与轴位、新旧钢轨、速度及摩擦系数的关系等进行了分析，与试验结果相比，具有较好的一致性，并揭示了试验中未能说明的一些问题。     

日本铁路的轮轨关系研究

日本铁路长期以来非常重视轮轨关系的理论、试验和应用研究,特别是2000年3月发生东京日比谷地铁列车脱轨事故以后,更促使日本加强了对轮轨作用安全性的研究,同时为了适应高速列车发展和减少轮轨维修的需要,开展了轮轨形状、轮轨磨耗等方面的轮轨关系研究。     

高速轮轨关系试验台的数字样机研究

应用CAE系统进行轮轨关系试验台的数字样机研究。通过CATIA三维建模软件建立轮轨关系试验台CAD模型,应用ADAMS多体动力学仿真软件建立轮轨关系试验台的机构运动模型,应用多体摩擦接触元件建立轮轨接触摩擦模型。应用高速轮轨关系试验台数字样机进行轮轨黏着的数字试验研究。仿真研究结果为轮轨关系试验台的技术方案及其关键技术参数的选取提供了技术支持。     

轮轨内部剪切应力及其影响因素的研究

文中计算了在垂向力、摩擦力以及垂向力和摩擦力联合作用下轮轨内部剪切应力的分布，研究了轴重、车轮踏面外形、车轮直径以及轮轨间摩擦系数对轮轨内部剪切应力的影响。并指出，降低轴重、采用磨耗形踏面，增大车轮直径都可以降低轮轨内部的剪切应力，以及随着轮轨间摩擦系数的增加，轮轨内部剪切应力不仅其值在增大，而且其位置也逐渐移向表面。     

CR400AF型高速列车车轮擦伤引起的轮轨冲击台架试验研究

由于轮轨滚动接触的复杂性,在有限的建模精度下用数值仿真很难指导实际运营,且现场试验成本太高。为解决这一问题,利用全尺寸高速轮轨关系试验台,采用CR400AF型高速列车真实车轮和一系悬挂,在车轮踏面滚动圆处预制不同长度、宽度和深度的擦伤,进行不同车轮擦伤下0～400 km·h^-1速度范围内的轮轨冲击试验,分析车轮擦伤长度、运行速度对轮轨垂向力和轴箱振动加速度的影响规律。结果表明：轮轨垂向力最大值随车轮擦伤长度的增加而增加,在0～35 km·h^-1速度范围内随速度的增加逐渐增加,并在约35 km·h^-1速度时达到最大,然后随速度的增加逐渐减小;在车轮擦伤冲击下,轴箱振动加速度最大值的变化规律与轮轨垂向力最大值基本一致;从车轮擦伤安全限界分布发现,危险区为舌状分布,车轮擦伤后速度要尽可能避开 25～70 km·h^-1速度区间,擦伤长度大于60 mm时不建议上线运行。     

基于有限元功率流法的轮轨系统能量分布特性研究

为分析不平顺激励下轮轨系统内振动的分布及传递规律,采用轮轨动力学模型与有限元功率流相结合的方法,推导轮轨系统内各子系统输入功率流的计算公式,对比加速度与功率流两种指标在振动评价上的异同点,并分析能量在轮轨系统中的传递及分布规律。通过上述研究方法得到以下结论:功率流指标可直观给出振动过程中结构的输入能量及结构间能量的传递、消耗情况,加速度则反映结构的振动强度;列车运行时产生的低频能量(低于63Hz)主要输入到车辆子系统中,从而引起车辆子系统的低频响应;而高频能量(高于63Hz)主要传递至轨道系统,引起轨道结构的高频振动;轮对与转向架间的一系悬挂消耗了大量高频能量,而功率流流经二系悬挂后在全频率范围内均得到显著消耗,传递至车辆子系统的功率流由下至上在全频范围内发生衰减。     

基于小波变换的轨道车辆轮轨力处理方法

轨道车辆轮轨力的计算精度直接影响车辆运行安全性及舒适性的评估,并影响车辆正向设计数据基础的准确性。基于小波法,利用LABVIEW软件图形化编程语言对间断式测力轮对测试数据进行零线漂移、去噪重构及峰值提取等操作,最终通过测试数据计算得到精确的轮轨作用力。计算结果可为车辆状态评估和车辆设计提供参考性数据基础。