铁路除沙车推沙阻力及推沙曲面优化研究

为了减小铁路除沙车推沙装置在推沙过程中的工作阻力和提高推沙效率,基于仿生学原理,选取了3种动物(棕熊、田鼠、家鼠)作为仿生对象。把仿生对象的爪趾内轮廓线作为推沙板触沙曲面的准线原型,通过进一步分析拟合后的仿生准线二阶导数和曲率,根据这些数据,建立了仿生推沙板在内的6种不同的推沙板。通过离散元仿真模拟,对比了6种推沙板在推沙过程中受到的阻力情况。研究表明,在相同条件下,推沙板受到的水平阻力与受到的总阻力很接近,因此水平阻力是影响推沙板工作效率的主要因素;仿生推沙板所受阻力相对于平面板和圆弧板都低,其中田鼠型仿生推沙板所受阻力最低。不同准线形式的仿生推沙板研究对减少推沙阻力有着重要指导意义。