铁路接触网套管双耳风致磨损特性研究

风区铁路接触网的风摆振动导致零部件磨损加速、线路维护成本剧增，严重时结构断裂失效，威胁列车运营安全。针对风区铁路接触网的零部件风振磨损问题，以易磨损件套管双耳结构为例，开展实际环境风载荷作用下的磨损特性研究。首先，建立接触网风致姿态解耦的风载荷识别与连接铰节点力重构模型，通过仿真计算得出风载计算公式与节点力传递系数，以新疆风区铁路实测接触网风摆姿态重构悬挂作用风载荷与套管双耳节点力时程。然后，建立套管双耳与腕臂接触的三维有限元模型，考虑双耳磨损间隙扩大导致螺栓预紧力衰减的Archard磨损预测模型，结合双耳连接铰节点载荷与动态螺栓预紧力，对风环境下套管双耳与腕臂为期1 a的接触磨损特性进行分析。结果表明：磨损初期，由于大接触应力导致磨损速率快，但随着预紧力衰减，接触表面磨损速率降低，廓形磨损深度由两边往中间逐渐增大，且靠连接铰侧磨深偏高，最大接触磨损出现在定位管上部套管双耳，累积磨损深度达0.52 mm/a，螺栓预紧力衰减达20.55%。套管双耳结构的磨损特性研究成果可为风区铁路接触网零部件的运用维护提供科学依据。