大功率机车轮轨接触应力计算分析 被引量：7

1

作者 周新建 卢勇 +2 位作者 王成国 肖乾 张怀 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第1期22-26,共5页

轮轨关系是大功率机车车轮国产化的重要研究内容。轮轨接触应力分析是轮轨接触问题的基础。大功率机车轮对在运行过程中相对钢轨断面产生不同横移,直接影响轮轨接触应力。应用轮轨非线性接触理论及并行计算技术,构建大功率机车轮轨接触... 轮轨关系是大功率机车车轮国产化的重要研究内容。轮轨接触应力分析是轮轨接触问题的基础。大功率机车轮对在运行过程中相对钢轨断面产生不同横移,直接影响轮轨接触应力。应用轮轨非线性接触理论及并行计算技术,构建大功率机车轮轨接触应力分析的大规模有限元模型,并在中国科学院研究生院计算地球动力学实验室的网络集群并行计算环境下完成有限元计算,研究了轮对横移量对大功率机车轮轨接触应力影响。计算结果表明,轮对不同横移时,车轮踏面内均出现塑性变形,塑性变形从车轮踏面内约6 mm处延伸至接触表面。轮轨接触斑的横向长度与接触面积随轮对横移量的变化有着相同的变化规律。随着横移量的改变,多数情况下的轮轨接触斑形态与Hertz理论的椭圆假设有较大差别。 展开更多

关键词 大功率机车 轮轨接触应力 有限元法 接触分析 并行计算

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轮轨接触应力与钢轨波磨分析 被引量：14

2

作者 张立民 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期34-37,共4页

根据轮轨滚动接触中钢轨循环加载塑性累积和材料的Ratcheting效应,应用强化材料模型对钢轨内部的残余应力和累积变形进行了数值分析.分析结果表明钢轨材料的Ratcheting效应和轮轨接触应力的波动是钢轨表面剥离与压溃形短波波磨产生的重... 根据轮轨滚动接触中钢轨循环加载塑性累积和材料的Ratcheting效应,应用强化材料模型对钢轨内部的残余应力和累积变形进行了数值分析.分析结果表明钢轨材料的Ratcheting效应和轮轨接触应力的波动是钢轨表面剥离与压溃形短波波磨产生的重要原因. 展开更多

关键词 轮轨接触应力 残余应力 轮轨关系 钢轨波磨 钢轨剥离 Ratcheting效应 累积变形

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轮轨接触应力数值计算分析 被引量：7

3

作者 刘启跃 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期45-49,共5页

介绍了一种轮轨接触应力的数值计算方法，可求算任意轮轨廓形的接触应力值，同赫兹理论比较其更符合实际。文中结合我国铁路机车运用的ＴＢ型锥形踏面车轮和ＪＭ型磨耗型踏面车轮进行了分析计算。

关键词 数值计算 轮轨接触应力 铁路 轮轨关系

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轨廓在线仿形铣削特性对轮轨接触应力的影响研究 被引量：2

4

作者 罗亚南 郭关柱 杨国涛 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期82-87,共6页

基于轨廓在线仿形铣削原理,建立不同铣削速度和铣削深度下,铣削残余波纹的波长、波高、廓形偏差等铣削特征参数的计算模型,开展铣削特征参数理论计算及轨廓在线仿形铣削试验,证实理论计算与试验结果基本吻合。利用轨廓在线仿形铣削特征... 基于轨廓在线仿形铣削原理,建立不同铣削速度和铣削深度下,铣削残余波纹的波长、波高、廓形偏差等铣削特征参数的计算模型,开展铣削特征参数理论计算及轨廓在线仿形铣削试验,证实理论计算与试验结果基本吻合。利用轨廓在线仿形铣削特征参数,进行轮轨接触应力仿真分析。研究表明,直径800 mm铣盘的铣削移动速度为300~1 000 m/h时,铣削后残余波长为3~12 mm,残余波高为0.01~0.03 mm,轮轨接触区域最大廓形偏差为±(0.11~0.19) mm;轴重为14、19、23 t时,铣削后轨顶面受到的最大轮轨接触Von Miss等效应力分别为1 002、1 079、1 139 MPa,超过理想标准轨廓相应受到的最大轮轨接触Von Miss等效应力为126、85、65 MPa。轨廓在线仿形铣削优选特征参数为铣削速度为600 m/h和铣削深度为0.4 mm。 展开更多

关键词 在线仿形铣削 轮轨接触应力 铣削残余波长 铣削残余波高 理想标准轨廓

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地铁车辆轮轨型面匹配及其对接触应力的影响 被引量：1

5

作者 侯茂锐 蔡园武 +1 位作者 刘丰收 杨光 《铁道建筑》 北大核心 2020年第7期123-127,共5页

为了改善地铁车轮出现的异常磨耗问题,对上海地铁3号线车辆车轮踏面DIN5573出现的磨耗进行测试,获得2种磨耗车轮踏面。在SIMPACK软件中建立了地铁车辆动力学仿真模型,计算得到未磨耗、凹形磨耗、沟槽状磨耗3种车轮踏面与TB60,60N钢轨型... 为了改善地铁车轮出现的异常磨耗问题,对上海地铁3号线车辆车轮踏面DIN5573出现的磨耗进行测试,获得2种磨耗车轮踏面。在SIMPACK软件中建立了地铁车辆动力学仿真模型,计算得到未磨耗、凹形磨耗、沟槽状磨耗3种车轮踏面与TB60,60N钢轨型面匹配时轮对横移量,将其输入到用ABAQUS软件建立的轮轨三维弹塑性有限元模型,分析不同轮轨型面匹配对接触应力的影响。结果表明:3种车轮踏面与60N钢轨型面匹配时轮轨接触点均匀分布在轨顶和车轮踏面中部,等效锥度基本稳定;在半径350 m的曲线上,与TB60钢轨型面匹配相比,3种车轮踏面与60N钢轨型面匹配时轮轨最大接触应力最多减小384.9 MPa,钢轨、车轮最大Mises应力最大减幅分别为40%,35%。城市轨道交通小半径曲线地段较多,采用60N钢轨型面可以明显降低曲线外股的接触应力,减少轮缘磨耗和钢轨侧磨,从而降低钢轨疲劳伤损。 展开更多

关键词 地铁 60N钢轨型面 数值仿真 轮轨型面匹配 车轮磨耗 轮轨接触应力

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钢轨三维弹塑性滚动接触应力 被引量：15

6

作者 郭俊 温泽峰 +1 位作者 金学松 刘启跃 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期262-268,共7页

用有限元法建立了钢轨三维弹塑性滚动接触计算模型,分析钢轨材料屈服强度对钢轨残余应力和应变的影响.模型中考虑了钢轨的几何形状和边界条件,通过在钢轨表面反复施加移动赫兹法向压力和切向力模拟车轮的反复滚动作用.结果表明:最大等... 用有限元法建立了钢轨三维弹塑性滚动接触计算模型,分析钢轨材料屈服强度对钢轨残余应力和应变的影响.模型中考虑了钢轨的几何形状和边界条件,通过在钢轨表面反复施加移动赫兹法向压力和切向力模拟车轮的反复滚动作用.结果表明:最大等效塑性应变和剪应变均发生在钢轨接触表面,此处易萌生裂纹;钢轨接触表面附近材料塑性变形流线趋势与现场观测到的裂纹方向一致;钢轨材料屈服强度越高,材料的累积塑性变形越小,钢轨的最大残余应力越接近于表面. 展开更多

关键词 轮轨接触应力 残余应力 残余应变 弹塑性 有限元法

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基于ANSYS的轮轨滚动接触疲劳裂纹萌生研究 被引量：13

7

作者 胡军 赵运磊 陈珏 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第4期153-155,共3页

轴重和摩擦系数是影响列车轮轨滚动接触疲劳裂纹萌生的主要因素。以直径为860mm的LMA型踏面轮对和60kg/m钢轨为例建立三维实体模型,采用有限元分析软件ANSYS分析不同轴重和摩擦系数对最大接触法向应力、接触剪切应力以及最大Mises应力... 轴重和摩擦系数是影响列车轮轨滚动接触疲劳裂纹萌生的主要因素。以直径为860mm的LMA型踏面轮对和60kg/m钢轨为例建立三维实体模型,采用有限元分析软件ANSYS分析不同轴重和摩擦系数对最大接触法向应力、接触剪切应力以及最大Mises应力的影响。分析结果表明:随着轴重的增加轮轨最大接触法向应力和最大Mises应力会逐渐增大,接触疲劳裂纹萌生的速度则随之增大。随着摩擦系数的的增加,最大接触法向应力和最大Mises应力的变化不显著,而接触剪切应力则随之增大,加快接触疲劳裂纹的萌生。 展开更多

关键词 轮轨接触应力 疲劳裂纹 轴重 摩擦系数 有限元分析

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踏面磨耗对轮轨接触特性影响研究 被引量：5

8

作者 袁雨青 李强 刘伟 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第12期103-108,共6页

应用有限元计算方法,以实际测试接触斑验证计算模型和方法的正确性;在此基础上,分析了踏面磨耗对轮轨接触特性的影响。首先,通过实际测试得到轮对的踏面轮廓坐标数据,根据实测数据建立有限元模型。应用感压胶片现场实测得到轮对自重时... 应用有限元计算方法,以实际测试接触斑验证计算模型和方法的正确性;在此基础上,分析了踏面磨耗对轮轨接触特性的影响。首先,通过实际测试得到轮对的踏面轮廓坐标数据,根据实测数据建立有限元模型。应用感压胶片现场实测得到轮对自重时轮轨接触斑的大小,与有限元仿真轮对重力作用下的接触斑进行对比,证明有限元模型和接触参数设置的正确性。应用此有限元模型,研究了随着车辆运行里程的增加,车轮不断磨耗而发生变化的车轮型面对轮轨接触斑、接触应力的影响变化规律。结果表明:初期随着磨耗的增加,轮轨型面更加匹配,接触应力逐渐减小,磨耗速度逐渐降低;当车轮磨耗到一定程度后,接触应力和磨耗速度又快速上升。 展开更多

关键词 ABAQUS 有限元方法 踏面磨耗 轮轨接触应力

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30t轴重重载道岔合金钢组合辙叉应力分析 被引量：4

9

作者 王璞 《铁道建筑》 北大核心 2020年第4期80-83,共4页

基于有限元法建立弹性基底约束条件下30 t轴重重载道岔合金钢组合辙叉结构的轮轨接触耦合计算模型,对重载铁路道岔中典型的12号和18号合金钢组合辙叉,分别取3个特征位置进行钢轨应力和轮轨接触应力计算分析。结果表明:模型中辙叉受力与... 基于有限元法建立弹性基底约束条件下30 t轴重重载道岔合金钢组合辙叉结构的轮轨接触耦合计算模型,对重载铁路道岔中典型的12号和18号合金钢组合辙叉,分别取3个特征位置进行钢轨应力和轮轨接触应力计算分析。结果表明:模型中辙叉受力与实际情况一致;2种辙叉计算结果一致;翼轨、心轨上的应力最大值分别发生在咽喉区、心轨顶宽20 mm处;考虑到顶宽20 mm处心轨的钢轨应力超出合金钢强度极限,建议对该处进行适当加强,并调整翼轨与心轨相对位置以减小心轨承载比例;由于心轨顶宽不足,轮轨接触面积过小导致顶宽20 mm处心轨承担过大的接触应力。 展开更多

关键词 30t轴重重载铁路 钢轨应力 轮轨接触应力 模型计算 有限元法 合金钢组合辙叉

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广州地铁1号线车轮与钢轨滚动接触特性分析

10

作者 卢勇 王成国 李球 《铁道机车车辆》 2013年第2期79-82,共4页

以广州地铁1号线车轮和钢轨为例,运用有限元软件建立三维轮轨滚动接触有限元模型,对不同牵引力和不同横移量的轮轨滚动接触特性进行计算分析。结果表明牵引力改变轮轨接触Mises应力的分布;随着牵引力的增大,接触斑纵向摩擦力分量明显增... 以广州地铁1号线车轮和钢轨为例,运用有限元软件建立三维轮轨滚动接触有限元模型,对不同牵引力和不同横移量的轮轨滚动接触特性进行计算分析。结果表明牵引力改变轮轨接触Mises应力的分布;随着牵引力的增大,接触斑纵向摩擦力分量明显增大,接触斑后部最先出现蠕滑区,牵引力越大接触斑黏着区越小,蠕滑区越大;在横移为-5～5mm范围内,接触斑分布在车轮踏面倾斜角为146的斜面上,从这个角度看,该踏面与CHN60钢轨匹配并没有完全发挥磨耗型踏面增大接触面积、减小接触应力的作用。 展开更多

关键词 有限元法 牵引力 横移 轮轨接触应力 轮轨匹配

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钢轨轨头纵横裂型核伤的形成原因 被引量：11

11

作者 胡杰 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期82-86,共5页

利用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱仪、拉伸试验机等对某伤损钢轨轨头的断口形貌、显微组织、化学成分、拉伸性能等进行了测试,探讨了纵横裂型核伤的形成原因并提出了解决措施。结果表明:在循环工作应力的作用下,在钢轨轨头轮... 利用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱仪、拉伸试验机等对某伤损钢轨轨头的断口形貌、显微组织、化学成分、拉伸性能等进行了测试,探讨了纵横裂型核伤的形成原因并提出了解决措施。结果表明:在循环工作应力的作用下,在钢轨轨头轮轨接触应力分布区内沿轧制方向分布的粗大夹杂物处形成条状裂纹源且裂纹发生疲劳扩展,最终形成纵横裂型核伤;提高钢轨钢的纯净度、加强钢轨钢冶金质量的控制和检验、减少和细化钢中非金属夹杂物的数量和尺寸是防止纵横裂型核伤形成的主要措施。 展开更多

关键词 钢轨 纵横裂型核伤 轮轨接触应力 粗大夹杂物

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考虑打磨量的重载钢轨打磨廓形优化设计 被引量：4

12

作者 吴磊 康彦兵 +1 位作者 董勇 张华鹏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期805-812,共8页

为在重载钢轨打磨廓形优化设计中最小化钢轨打磨量,建立了打磨量的钢轨廓形对齐及计算方法,设计以轮轨磨耗指数、轮轨接触应力以及钢轨打磨量为优化子目标的综合优化评价模型,并对不同优化策略的优化结果进行了分析.首先,通过矩阵旋转... 为在重载钢轨打磨廓形优化设计中最小化钢轨打磨量,建立了打磨量的钢轨廓形对齐及计算方法,设计以轮轨磨耗指数、轮轨接触应力以及钢轨打磨量为优化子目标的综合优化评价模型,并对不同优化策略的优化结果进行了分析.首先,通过矩阵旋转变换、曲线拟合及样条插值等理论建立钢轨廓形自动对齐算法,并计算目标廓形打磨量;其次,考虑轮轨磨耗指数、接触应力以及钢轨打磨量,建立综合优化目标函数,采用遗传算法并联合车辆轨道动力学仿真模型求解优化钢轨打磨廓形;最后,运用所建立的钢轨廓形优化设计模型计算分析不同优化策略的设计结果.研究结果表明:同时考虑轮轨磨耗、轮轨接触应力和钢轨打磨量,优化后曲线外、内轨廓形平均磨耗指数相比初始廓形下降68.9%,内轨接触应力下降39.1%,打磨量下降21.8%,优化效果最佳;只考虑轮轨磨耗和接触应力时,优化后曲线外轨廓形磨耗指数和内轨接触应力下降较为明显,但打磨量下降速率相对较慢,仅为11.3%;只考虑打磨量时,优化后钢轨廓形打磨量下降最快,为24.4%,但轮轨接触应力显著变大. 展开更多

关键词 重载钢轨 打磨量 轮轨磨耗 轮轨接触应力 廓形优化

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货车提速转向架结构探讨 被引量：3

13

作者 刘转华 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期286-289,共4页

分析了现行的转8AG、转8G、转K2、摆动式转向架的结构和性能及运用中存在的问题及转8G在运用中故障产生的原因.指出三大件式转向架无法适应货车提速的需要.适应铁路货车提速的转向架应满足下列基本要求:正常运行速度为120～130km/h;轮... 分析了现行的转8AG、转8G、转K2、摆动式转向架的结构和性能及运用中存在的问题及转8G在运用中故障产生的原因.指出三大件式转向架无法适应货车提速的需要.适应铁路货车提速的转向架应满足下列基本要求:正常运行速度为120～130km/h;轮轨磨耗、轮轨接触应力与现行的货车转向架相当. 展开更多

关键词 铁路货车 三大件式转向架 轮轨磨耗 轮轨接触应力 摆动式转向架 结构 故障分析

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32t大轴重交流传动机车转向架方案探讨 被引量：2

14

作者 王坤全 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第1期86-89,共4页

从世界各国铁路重载运输的发展以及目前现状出发,分析了我国发展大轴重交流传动机车转向架的必要性和可行性。并从大轴重机车转向架的结构、牵引方式、轮对定位方式、一二系的悬挂方式、动力学性能、曲线通过性能和牵引性能进行了分析... 从世界各国铁路重载运输的发展以及目前现状出发,分析了我国发展大轴重交流传动机车转向架的必要性和可行性。并从大轴重机车转向架的结构、牵引方式、轮对定位方式、一二系的悬挂方式、动力学性能、曲线通过性能和牵引性能进行了分析。得出了在不同条件下的悬挂方式和参数配置,并且对构架强度、轮对结构强度和参数以及轮轨接触应力进行了校核。综合各种分析和论证结果,最后认为设计32 t机车轴重转向架的方案是可行的,并且能够满足铁路重载运输发展的需要。 展开更多

关键词 重载运输 转向架结构 动力学 构架强度 轮轨接触应力 电机转矩

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污泥干化处理机行走机构分析研究

15

作者 张晖 崔玲玲 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第3期135-138,共4页

针对太阳能污泥干化处理一体机行走机构中的轮轨接触优化设计问题进行了分析研究,构建了行走机构轮轨的三维模型,并将其导入ALGOR专业分析软件,构建了接触应力分析模型,同时,针对实际工况中行走车轮相对于钢轨发生横向偏移量的情况,进... 针对太阳能污泥干化处理一体机行走机构中的轮轨接触优化设计问题进行了分析研究,构建了行走机构轮轨的三维模型,并将其导入ALGOR专业分析软件,构建了接触应力分析模型,同时,针对实际工况中行走车轮相对于钢轨发生横向偏移量的情况,进行了轮轨接触应力、接触面形状、接触面大小与横向偏移量之间关系的计算与研究。计算结果表明轮轨的接触应力满足强度设计要求,应力大小与偏移量有关,同时也指出采用合理的横向偏移量可以优化轮轨接触应力。 展开更多

关键词 污泥干化一体机 行走机构 轮轨接触应力 有限元

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机车轮箍踏面鳞状缺陷分析

16

作者 肖峰 浦红 《铁道机车车辆》 2017年第1期56-60,107,共6页

针对机车轮箍踏面出现的鳞状缺陷,通过对故障轮箍取样检验。发现缺陷处存在热影响组织,说明缺陷形成经历了超过轮箍钢相变点的高温过程。高温拉伸试验表明轮箍材料强度在超过400℃后迅速下降,因此轮箍踏面表层在高温下受轮轨接触应力作... 针对机车轮箍踏面出现的鳞状缺陷,通过对故障轮箍取样检验。发现缺陷处存在热影响组织,说明缺陷形成经历了超过轮箍钢相变点的高温过程。高温拉伸试验表明轮箍材料强度在超过400℃后迅速下降,因此轮箍踏面表层在高温下受轮轨接触应力作用而发生塑性变形甚至开裂。这解释了缺陷的外貌特征、变形组织和内部裂纹。对照AAR标准,确认该缺陷为制动时车轮滑动造成的"踏面堆积"。 展开更多

关键词 机车轮箍 踏面伤损 滑动摩擦 轮轨接触应力

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曲线尖轨踏面伤损原因分析

17

作者 吕晶 杨其全 +4 位作者 张倩 葛晶 许鑫 王玉婷 曹欣旺 《铁道建筑》 北大核心 2022年第3期43-45,70,共4页

为了研究伤损曲线尖轨轨头宽15 mm断面处踏面连续掉块的原因,对其进行断口宏观形貌观察、金相分析、非金属夹杂物检测、化学成分分析、淬火层形貌观察及硬度分布检测。结果表明:在距轨顶面约3.5~6.0 mm处存在较粗大夹杂物是引起尖轨内... 为了研究伤损曲线尖轨轨头宽15 mm断面处踏面连续掉块的原因,对其进行断口宏观形貌观察、金相分析、非金属夹杂物检测、化学成分分析、淬火层形貌观察及硬度分布检测。结果表明:在距轨顶面约3.5~6.0 mm处存在较粗大夹杂物是引起尖轨内部起裂的主要原因;曲线尖轨使用过程中,在轮轨接触应力的作用下,在踏面次表层粗大夹杂物处萌生纵向疲劳裂纹,降低了尖轨的承载能力,最终导致尖轨连续掉块。为防止该类伤损发生,应提高钢轨钢的纯净度,加强钢轨钢冶金质量的控制和检验,减小钢中非金属夹杂物的数量和尺寸,尤其应控制道岔尖轨小尺寸断面的冶金质量。 展开更多

关键词 曲线尖轨 踏面 连续掉块 粗大夹杂物 轮轨接触应力 冶金质量

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