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地铁曲线不同位置轮轨界面综合摩擦因数优化
1
作者 朱爱华 张财胜 +3 位作者 张帆 杨建伟 白堂博 张骄 《铁道建筑》 北大核心 2025年第5期49-56,共8页
针对地铁小半径曲线轮轨精准润滑技术,考虑不同轨顶与轨侧摩擦因数匹配工况,对地铁曲线不同位置的轮轨界面综合摩擦因数进行优化。在SIMPACK中建立地铁车辆动力学模型,引入轮轨界面综合摩擦因数管理模型,分析曲线不同位置轨顶与轨侧摩... 针对地铁小半径曲线轮轨精准润滑技术,考虑不同轨顶与轨侧摩擦因数匹配工况,对地铁曲线不同位置的轮轨界面综合摩擦因数进行优化。在SIMPACK中建立地铁车辆动力学模型,引入轮轨界面综合摩擦因数管理模型,分析曲线不同位置轨顶与轨侧摩擦因数匹配工况对轮轨磨耗性能、轮对冲角、表面疲劳指数和脱轨系数的影响规律。使用熵权TOPSIS法对4个评价指标建立多目标优化模型,实现曲线不同位置的轮轨界面综合摩擦因数优化。结果表明:缓中点Ⅰ、缓圆点和曲中点的综合性能同时受轨顶和轨侧摩擦因数的影响,圆缓点的综合性能主要受轨侧摩擦因数的影响,缓中点Ⅱ的综合性能主要受轨顶摩擦因数的影响;缓中点Ⅰ、缓圆点、曲中点、圆缓点和缓中点Ⅱ的最佳摩擦因数组合(轨顶摩擦因数/轨侧摩擦因数)分别为0.20/0.35、0.20/0.10、0.25/0.10、0.20/0.20和0.20/0.30。 展开更多
关键词 地铁 综合摩擦因数 模型试验 轮轨界面 优化 轨顶 轨侧
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轮轨黏着状态对动力集中动车组动力车蛇行运动稳定性影响
2
作者 张恒 张志超 +3 位作者 吕凯凯 储高峰 凌亮 翟婉明 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第3期21-31,共11页
针对时速160 km顶推式动力集中动车组动力车在复杂轮轨黏着条件下的车体蛇行运动稳定性,通过建立的17个自由度动车组横向简化模型进行根轨迹分析,采用非线性数值仿真模型分析不同轮轨等效锥度和接触条件下蛇行分岔行为和随机振动特性,... 针对时速160 km顶推式动力集中动车组动力车在复杂轮轨黏着条件下的车体蛇行运动稳定性,通过建立的17个自由度动车组横向简化模型进行根轨迹分析,采用非线性数值仿真模型分析不同轮轨等效锥度和接触条件下蛇行分岔行为和随机振动特性,研究不同轮轨摩擦系数和牵引力对动力集中动车组动力车低锥度车体蛇行运动稳定性的影响。结果表明:低轮轨等效锥度下车辆蛇行运动模态与其他固有模态相耦合,导致系统阻尼过低,引起车辆一次蛇行失稳,这是动力车出现低频横向异常振动的主要原因;轮轨黏着状态显著影响动力车的一次蛇行运动稳定性,低轮轨界面摩擦系数将显著降低车辆最小阻尼值和蛇行运动频率,降低非线性分岔临界速度;低轮轨摩擦系数条件下,较大的牵引力将进一步加剧蠕滑饱和现象,降低非线性分岔临界速度和蛇行运动频率;车体横向振动加速度未随轮轨黏着状态的劣化而加剧,当蛇行运动频率接近车体固有模态频率1.1 Hz时,车体横向振动加速度在蛇行运动频率处幅值增大;相较于采用构架横向振动加速度幅值,采用轮轴横向力对动车组车体蛇行稳定性进行评估更为合理。 展开更多
关键词 动力集中动车组 轮轨摩擦系数 牵引力 蛇行运动 稳定性 轮轴横向力 振动加速度
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水污染条件下摩擦调节剂对轮轨磨耗与损伤的影响
3
作者 朱爱华 李安琰 +3 位作者 杨建伟 张财胜 白杨 邢彤 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第6期937-948,共12页
针对降雨造成的地铁轮轨界面水污染问题,通过摩擦磨损试验机,开展了有水工况下不同摩擦调节剂(FM)对轮轨磨耗与轮轨损伤影响的试验研究.分别设置无水、0.6和1.5mL/min这3种水量,分析了水基FM、金属基FM和固体FM这3种摩擦调节剂溶入不同... 针对降雨造成的地铁轮轨界面水污染问题,通过摩擦磨损试验机,开展了有水工况下不同摩擦调节剂(FM)对轮轨磨耗与轮轨损伤影响的试验研究.分别设置无水、0.6和1.5mL/min这3种水量,分析了水基FM、金属基FM和固体FM这3种摩擦调节剂溶入不同水量时轮轨黏着系数、磨损率、塑性变形及轮轨损伤的变化规律,探究了轮轨界面水量对摩擦调节剂性能的影响.结果表明:在摩擦调节剂基础上加入水后,水基FM和金属基FM介质下轮轨界面的黏着系数变化不大,固体FM介质下黏着系数明显下降;水的加入导致3种FM介质下的轮轨试样磨耗与损伤均有所增加,但塑性变形层厚度发生不同程度的变化;加入水后,水基FM与固体FM介质下车轮试样裂纹长度和深度增加,但金属基FM介质下现象与之相反.研究结论为雨水天气地铁轮轨摩擦调控提供一定理论支持. 展开更多
关键词 水 摩擦调节剂 轮轨磨耗与损伤 黏着系数 塑性变形
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变摩擦因数下轮轨黏滑与磨耗特性分析
4
作者 曾志平 唐杰 +4 位作者 吴达 李平 冯宁 李沛成 田春雨 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期4473-4484,共12页
为探究变摩擦因数工况下地铁小半径曲线轮轨黏滑与磨耗特性,基于SIMPACK动力学软件,建立车辆-轨道模型,对比常摩擦因数工况下的轮轨黏滑特性差异,并对不同小曲线半径的轮轨接触应力及钢轨磨耗进行计算。研究结果表明;1)内轨黏着系数的... 为探究变摩擦因数工况下地铁小半径曲线轮轨黏滑与磨耗特性,基于SIMPACK动力学软件,建立车辆-轨道模型,对比常摩擦因数工况下的轮轨黏滑特性差异,并对不同小曲线半径的轮轨接触应力及钢轨磨耗进行计算。研究结果表明;1)内轨黏着系数的分布在高蠕滑率区较混乱,自激振动强烈;2)在变摩擦因数工况下,内轨纵、横向主振动频率分别为396Hz和367Hz,分别对应波长为42mm和45mm;外轨纵、横向主振动频率分别为64Hz和232Hz,分别对应波长为260mm和72mm;3)相比于常摩擦因数,变摩擦因数下内外轨振动频率呈增大趋势,导致波长缩短;4)内轨和外轨的纵向应力绝对值均随曲线半径增大而增大,横向应力绝对值则随曲线半径增大而减小;5)内轨的磨耗集中分布在钢轨型面横坐标-14~5mm之间,外轨低磨耗分布在7~23mm之间,高磨耗分布在23~30mm之间,内轨表现为轨顶偏右的垂直“挤压型”磨耗,外轨表现为左侧轨角的“撕拉型”磨耗。 展开更多
关键词 变摩擦因数 轮轨黏滑 接触应力 振动频率 波磨 小半径曲线
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摩擦因数对小半径曲线轮轨接触应力的影响
5
作者 曾志平 唐杰 +4 位作者 吴达 李平 冯宁 李沛成 田春雨 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2789-2799,共11页
为研究摩擦因数对小半径曲线轮轨接触应力以及接触斑面积的影响规律,基于SIMPACK动力学软件,分别设置内轨和外轨的摩擦因数为0.2、0.3、0.4并组合成9种不同的工况,计算内轨和外轨在半径为350 m的圆曲线线路中的最大法向、纵向和切向应... 为研究摩擦因数对小半径曲线轮轨接触应力以及接触斑面积的影响规律,基于SIMPACK动力学软件,分别设置内轨和外轨的摩擦因数为0.2、0.3、0.4并组合成9种不同的工况,计算内轨和外轨在半径为350 m的圆曲线线路中的最大法向、纵向和切向应力与对应的接触斑面积。研究结果表明;1)内轨应力集中于钢轨中心偏右的轨面区域,外轨应力集中于轨角区域;2)外轨法向应力约为内轨法向应力的1.28倍,外轨纵向和切向应力分布以拉力产生的负应力为主导,接触区域部分受拉、部分受压,产生蠕滑现象,导致侧磨;3)内轨和外轨的法向、切向应力变化与摩擦因数呈线性关系,纵向应力与摩擦因数具有非线性特征;4)摩擦因数的取值对法向接触斑面积无明显影响,当摩擦因数分别在0.2~0.3、0.3~0.4范围内时,内轨和外轨的纵向、切向接触斑面积变化更加显著。研究成果可为进一步揭示轮轨接触疲劳磨耗等问题提供参考依据。 展开更多
关键词 轮轨接触 三向应力 接触斑面积 摩擦因数 小半径曲线
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时速400 km轮轨制动大蠕滑黏着试验研究(四)——多种介质条件下极低黏着特性及黏着系数 被引量：3
6
作者 常崇义 陈波 +1 位作者 蔡园武 李果 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期149-156,共8页
针对时速400 km高速列车轮轨在多种介质条件下的制动大蠕滑极低黏着特性及黏着系数,通过高速轮轨关系试验台,模拟不同速度下轮轨间分别采用喷水、防冻液、普通润滑油15W-40及齿轮箱润滑油75W-90等介质的工况,研究轮轨间多种介质对制动... 针对时速400 km高速列车轮轨在多种介质条件下的制动大蠕滑极低黏着特性及黏着系数,通过高速轮轨关系试验台,模拟不同速度下轮轨间分别采用喷水、防冻液、普通润滑油15W-40及齿轮箱润滑油75W-90等介质的工况,研究轮轨间多种介质对制动大蠕滑极低黏着特性和黏着系数的影响,并探讨水介质条件下轮轨接触表面粗糙度和齿轮箱润滑油条件下超大蠕滑率对黏着系数的作用。结果表明:水介质条件下轮轨接触表面粗糙度是影响黏着系数的关键因素之一,极低粗糙度水平下速度超过100 km·h^(-1)后便进入极低黏着状态;轮轨间不同介质条件下,黏着系数随速度的提高呈现不同的下降趋势,其中齿轮箱润滑油75W-90和防冻液在高速下更易导致极低黏着系数的出现;特别是在齿轮箱润滑油75W-90条件下黏着力系数在黏着饱和点之后随纵向蠕滑率的增加呈现持续下降趋势,即使纵向蠕滑率增加到90%也未观察到黏着力系数再次上升的现象,标志着对这类齿轮箱润滑油仅利用防滑控制技术提高黏着利用的可能性极低。 展开更多
关键词 轮轨接触界面 第三介质 大蠕滑 极低黏着 黏着系数
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高速列车偏心车轮踏面的高阶多边形磨耗机理研究 被引量：1
7
作者 康熙 宫巍容 +5 位作者 刘锐涵 赵洋 陈翔 陈光雄 崔晓璐 禄盛 《表面技术》 北大核心 2025年第1期132-139,共8页
目的研究高铁车轮几何偏心与车轮踏面高阶多边形磨耗之间的关系。方法在匀速运行期间对高速列车轴箱体的三向振动加速度进行测试,并分析功率谱密度;建立轮对-钢轨系统有限元模型,采用瞬时动态法计算车轮不同几何偏心工况下轮轨力的波动... 目的研究高铁车轮几何偏心与车轮踏面高阶多边形磨耗之间的关系。方法在匀速运行期间对高速列车轴箱体的三向振动加速度进行测试,并分析功率谱密度;建立轮对-钢轨系统有限元模型,采用瞬时动态法计算车轮不同几何偏心工况下轮轨力的波动情况;采用复特征值法分析轮轨在饱和纵向蠕滑力激励下系统的稳定性,预测引起车轮高阶多边形磨耗的轮轨不稳定振动,并研究对列车运行速度和运营环境的影响。结果高速列车以237 km/h的速度运行且轮轨摩擦因数为0.23时,0.7 mm及以上的车轮几何偏心量会导致轮轨最大纵向蠕滑力达到饱和状态,引起614 Hz的轮轨系统不稳定振动,造成车轮24~25阶多边形磨耗的形成。当车速从200 km/h分别增至300、400 km/h时,引起纵向蠕滑力饱和的车轮几何偏心临界值从0.8 mm分别减至约0.67、0.56 mm。当轮轨间摩擦因数为0.21及以上时,饱和纵向蠕滑力激励的轮轨系统614 Hz不稳定振动的等效阻尼比随着轮轨摩擦因数的增大而减小。在摩擦因数0.21~0.27范围内,该振动的发生趋势线性增强。当摩擦因数降至0.21以下时,该振动趋于稳定。结论在列车高速运行时,超过一定临界值的车轮几何偏心可引起轮轨纵向蠕滑力周期性饱和,激发轮轨系统不稳定振动,从而引起踏面高阶多边形磨耗。车速的提高会导致车轮几何偏心临界值的降低,轮轨摩擦因数增大会造成不稳定振动的发生趋势线性增强,进而引发更为严重的车轮高阶多边形磨耗。 展开更多
关键词 车轮高阶多边形磨耗 有限元仿真 摩擦自激振动 高速列车 偏心车轮 轮轨饱和蠕滑力
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不同施用条件下轨顶摩擦调节剂的减摩性能研究
8
作者 吴柄男 李佳辛 +7 位作者 宋辛辛 师陆冰 张沭玥 丁昊昊 王文健 刘启跃 Lewis Roger 周仲荣 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期745-757,共13页
本文中研究了水基、油基和脂基轨顶摩擦调节剂在不同轮轨表面粗糙度和施加量下的减摩性能,研究结果表明:(1)合理地应用轨顶摩擦调节剂可使轮轨界面从干摩擦转变为混合润滑状态,产生中等水平的黏着系数和正摩擦特性;(2)增加轮轨表面粗糙... 本文中研究了水基、油基和脂基轨顶摩擦调节剂在不同轮轨表面粗糙度和施加量下的减摩性能,研究结果表明:(1)合理地应用轨顶摩擦调节剂可使轮轨界面从干摩擦转变为混合润滑状态,产生中等水平的黏着系数和正摩擦特性;(2)增加轮轨表面粗糙度或减小材料的施加量可以增加金属表面微凸体承担的法向载荷进而避免轮轨低黏着现象,低抗剪切强度的油(脂)基材料可以增强轨顶摩擦调节剂的润滑性能;(3)轨顶摩擦调节剂的安全施加量从高到低依次是水基、油基和脂基轨顶摩擦调节剂,应用轨顶摩擦调节剂产生的黏着系数越高,其在轮轨界面间的保持能力越差;(4)应用轨顶摩擦调节剂可以大幅降低轮轨磨损,且表面粗糙度未发生明显变化.轨顶摩擦调节剂的减摩性能从高到低依次是冬季水基、油基、混合水基、脂基和夏季水基轨顶摩擦调节剂,机械混合夏季和冬季水基轨顶摩擦调节剂不会恶化混合后材料的减摩性能. 展开更多
关键词 轨顶摩擦调节剂 轮轨黏着 轮轨磨损 表面粗糙度 施加量
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轮轨界面摩擦模型与黏着调控技术的研究进展
9
作者 徐梦楠 王文健 +4 位作者 宋辛辛 程家豪 张沭玥 丁昊昊 郭俊 《表面技术》 北大核心 2025年第13期1-15,共15页
轮轨黏着系数是列车牵引与制动性能的核心影响因素,针对基于轮轨界面摩擦模型的黏着计算和轮轨黏着调控技术进行深入研究,对于保障列车运行的安全、稳定与高效至关重要。全面综述了轮轨界面摩擦模型和黏着调控技术的研究进展。首先,阐... 轮轨黏着系数是列车牵引与制动性能的核心影响因素,针对基于轮轨界面摩擦模型的黏着计算和轮轨黏着调控技术进行深入研究,对于保障列车运行的安全、稳定与高效至关重要。全面综述了轮轨界面摩擦模型和黏着调控技术的研究进展。首先,阐述了轮轨黏着现象及其对列车运行的重要性,黏着系数过高或不足均会对列车性能产生不利影响。其次,回顾了轮轨界面摩擦因数模型的发展历程,从早期的库仑摩擦因数模型到更为复杂的衰减模型和大蠕滑摩擦因数模型,分析了各模型的优缺点及适用性。在黏着调控技术方面,重点介绍了机车防滑控制技术和撒砂增黏技术,探讨了其工作原理、应用效果及存在的问题。此外,展望了未来的研究方向,包括结合先进试验设备和方法深入探究大蠕滑黏着恢复机理,构建精准摩擦因数模型;高效利用车辆实时数据,持续提升黏着控制系统自适应性和鲁棒性,精细化撒砂增黏技术,优化撒砂装置和颗粒性能。旨在为相关科研人员和工程技术人员提供参考,推动轮轨黏着相关技术的发展,满足铁路运输日益增长的安全和效率需求。 展开更多
关键词 轮轨黏着 摩擦因数模型 黏着调控 防滑控制 撒砂增黏
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钢轨波磨区段科隆蛋扣件弹条断裂机理 被引量：2
10
作者 崔晓璐 彭双千 +2 位作者 徐佳 钟建科 祁亚运 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第1期205-213,共9页
钢轨波磨作为地铁线路的典型钢轨损伤形式,其高发区段常伴随着扣件弹条断裂问题,严重影响列车的运营安全.其中,科隆蛋扣件小半径区段是钢轨波磨的高发区段.为探究科隆蛋扣件弹条的断裂机理,首先结合现场调研,构建包含完整科隆蛋扣件的轮... 钢轨波磨作为地铁线路的典型钢轨损伤形式,其高发区段常伴随着扣件弹条断裂问题,严重影响列车的运营安全.其中,科隆蛋扣件小半径区段是钢轨波磨的高发区段.为探究科隆蛋扣件弹条的断裂机理,首先结合现场调研,构建包含完整科隆蛋扣件的轮对-钢轨-扣件系统有限元模型;然后,从共振响应的角度探究轮轨摩擦耦合振动激励下科隆蛋扣件弹条的共振响应;最后,从疲劳寿命角度,对比有无波磨区段科隆蛋扣件弹条的疲劳寿命情况,并以此量化不同弹条的疲劳损伤情况.研究结果表明:在钢轨波磨高发区段,轮轨摩擦耦合振动主频与科隆蛋扣件弹条一阶约束模态一致,轮轨摩擦耦合振动引起的弹条共振是科隆蛋扣件断裂的主要原因;钢轨波磨加剧了轮轨摩擦耦合振动,使得科隆蛋扣件弹条寿命相较无波磨区段下降99.04%,仅为设计寿命的3.11%;此外,科隆蛋扣件小半径曲线区段低轨工作边一侧的弹条更容易发生疲劳失效,失效位置位于其弹条后拱端内侧. 展开更多
关键词 钢轨波磨 轮轨摩擦耦合振动 弹条断裂 共振响应 疲劳失效
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高速轮轨低温+雪条件下黏着特性试验研究
11
作者 常崇义 李兰 +1 位作者 蔡园武 陈波 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第2期172-179,共8页
轮轨界面在低温+雪等复杂环境中,高速轮轨黏着特性将受到显著影响,进而影响列车运行的安全性和稳定性。针对这一问题,提出高速轮轨关系试验台轮轨界面低温+雪条件下的黏着试验方法,研究轮轨接触界面分别喷0和-2℃雪条件下的黏着特性,并... 轮轨界面在低温+雪等复杂环境中,高速轮轨黏着特性将受到显著影响,进而影响列车运行的安全性和稳定性。针对这一问题,提出高速轮轨关系试验台轮轨界面低温+雪条件下的黏着试验方法,研究轮轨接触界面分别喷0和-2℃雪条件下的黏着特性,并通过分析雪与水的物态变化探讨黏着系数下降的原因。结果表明:低温环境下在轮轨界面喷0℃雪时,黏着系数随速度的增加呈先快速下降后缓慢下降的趋势,特别是在50~120 km·h^(-1)速度范围内黏着系数的下降幅度高达68%;与喷0℃雪相比,喷-2℃雪条件下的黏着系数高1倍左右;在50~120 km·h^(-1)速度范围内,喷2℃水与0℃雪条件的黏着系数有较好的一致性,意为在此速度和温度范围内水与雪对黏着系数的影响较为相似;喷雪条件下,300 km·h^(-1)速度时纵向蠕滑率超过0.6%后黏着力系数随纵向蠕滑率的增加出现剧烈波动,具有很大的不稳定性;低温+雪条件下雪-水-冰的物态变化及其在轮轨接触压应力作用下的转化机制对黏着系数具有显著影响。 展开更多
关键词 轮轨关系 轮轨接触 低温 雪 黏着系数 粗糙度
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抗蛇行减振器动态特性分析及对车辆稳定性的影响研究
12
作者 黄钰贺 罗仁 《现代制造工程》 北大核心 2025年第11期28-34,共7页
以某型动车组拖车为研究对象,分别采用阻尼非线性Maxwell模型和简化物理动态模型模拟抗蛇行减振器的动态特性,考虑抗蛇行减振器安装座的结构弹性对抗蛇行减振器动态特性的影响,建立了整车刚柔耦合动力学模型,研究了2种抗蛇行减振器模型... 以某型动车组拖车为研究对象,分别采用阻尼非线性Maxwell模型和简化物理动态模型模拟抗蛇行减振器的动态特性,考虑抗蛇行减振器安装座的结构弹性对抗蛇行减振器动态特性的影响,建立了整车刚柔耦合动力学模型,研究了2种抗蛇行减振器模型和轮轨摩擦系数对车辆蛇行运动的影响。结果表明:轮轨摩擦系数为0.1~0.5时,小锥度轮轨匹配下车辆蛇行运动主频为1.2 Hz,横向平稳性指标随轮轨摩擦系数的增大而减小;大锥度轮轨匹配下车辆蛇行运动主频为7.4 Hz,横向平稳性指标随轮轨摩擦系数的增大而增大;考虑抗蛇行减振器安装座结构弹性的车辆高速运行时,小锥度轮轨匹配下,采用阻尼非线性Maxwell模型较采用简化物理动态模型的横向平稳性指标略小,大锥度下反之;抗蛇行减振器安装座的结构弹性有利于降低小锥度下的晃车程度,但会增加大锥度下的抖车风险。 展开更多
关键词 动车组 抗蛇行减振器模型 蛇行运动 轮轨摩擦系数 结构弹性
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轮轨接触条件对风载作用下高速列车运行安全性的影响
13
作者 孙丽霞 朱亮 +3 位作者 吴宁 池长欣 王友彪 周春阳 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1210-1222,共13页
采用空气动力学与车辆动力学仿真分析相结合的方法,研究轮轨接触与风载、曲线线型多因素耦合下的高速列车运行安全性,揭示不同的轮轨接触条件下高速列车风载运行安全失效形式。研究结果表明:轮轨接触条件对列车风载动力学性能有明显影响... 采用空气动力学与车辆动力学仿真分析相结合的方法,研究轮轨接触与风载、曲线线型多因素耦合下的高速列车运行安全性,揭示不同的轮轨接触条件下高速列车风载运行安全失效形式。研究结果表明:轮轨接触条件对列车风载动力学性能有明显影响,新车轮型面与低轮轨摩擦因数组合工况对车辆运行安全性偏不利,磨耗车轮型面与高轮轨摩擦因数组合工况对车体横向运行平稳性偏不利;在不同的轮轨摩擦因数下,轮对的蛇行运动姿态有明显差异,在低轮轨摩擦因数下,轮对在背风侧钢轨附近作小幅值蛇行运动,在高轮轨摩擦因数下,轮对在纯滚动线附近作大幅值蛇行运动;轮轨接触条件对列车运行安全失效形式也有明显影响,新车轮型面与低轮轨摩擦因数组合工况下易发生轮重减载及轮轴横向力超限的问题,而磨耗车轮型面与高轮轨摩擦因数组合工况下易导致低频晃车。 展开更多
关键词 风载 轮轨摩擦因数 磨耗车轮型面 高速列车 低频晃车
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极端条件下高速铁路典型轮轨周期性磨耗相互作用探讨
14
作者 崔晓璐 王仕琦 +3 位作者 卜涵 徐晓天 赵晓波 张富贵 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期20-29,共10页
车轮多边形和钢轨波磨作为高速铁路典型轮轨周期性磨耗均会加剧轮轨振动,影响行车安全。为探究极端条件下当车轮多边形和钢轨波磨共存时的相互作用:首先,考虑高速铁路典型轮轨周期性磨耗建立了轮轨系统的有限元模型,探究了具有频率相关... 车轮多边形和钢轨波磨作为高速铁路典型轮轨周期性磨耗均会加剧轮轨振动,影响行车安全。为探究极端条件下当车轮多边形和钢轨波磨共存时的相互作用:首先,考虑高速铁路典型轮轨周期性磨耗建立了轮轨系统的有限元模型,探究了具有频率相关性的轮轨周期性磨耗竞争机制;然后,对比研究了具有频率相关性的轮轨周期性磨耗同/异相位接触时的轮轨摩擦耦合振动特性;最后,研究了具有频率无关性的轮轨周期性磨耗相互作用时的轮轨摩擦耦合振动特性。研究发现:在具有频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨共存时的极端条件下轮轨系统最不稳定;具有频率相关性的轮轨周期性磨耗处于同相位时会加剧轮轨系统的不稳定,且同/异相位之间轮轨摩擦耦合振动的差距会随着波深的增加而增大;具有频率无关性的轮轨周期性磨耗的振动频率越接近对轮轨系统稳定性的影响越大。 展开更多
关键词 车轮多边形 钢轨波磨 摩擦耦合振动 同/异相位 频率相关性
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高速铁路车轮多边形和钢轨波磨相关性及影响
15
作者 崔晓璐 卜涵 +3 位作者 徐晓天 尹越 徐佳 杨红娟 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第1期45-50,199,共7页
基于轮轨系统摩擦耦合振动会引发车轮多边形和钢轨波磨的问题,以高速铁路长大坡道直线区段作为研究对象,建立了高速铁路轮轨系统的有限元模型,研究长大坡道直线区段轮轨系统的摩擦耦合振动特性,阐明了车轮多边形和钢轨波磨的耦合特性。... 基于轮轨系统摩擦耦合振动会引发车轮多边形和钢轨波磨的问题,以高速铁路长大坡道直线区段作为研究对象,建立了高速铁路轮轨系统的有限元模型,研究长大坡道直线区段轮轨系统的摩擦耦合振动特性,阐明了车轮多边形和钢轨波磨的耦合特性。研究结果表明:高速铁路长大坡道区段趋于饱和的轮轨蠕滑力,容易诱导轮轨系统的摩擦耦合振动,从而引发具有频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨;具有频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨均会加剧轮轨系统的摩擦耦合振动,其中车轮多边形的影响更为明显;无频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨相互作用时,并未体现出相互促进的关系,且实际情况中难以出现完全吻合的具有频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨,因此二者在后续发展中关联性较弱。 展开更多
关键词 高速铁路 车轮多边形 钢轨波磨 摩擦耦合振动 耦合特性 关联性
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高铁车轮钢表面粗糙度对滚动摩擦磨损性能的影响研究
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作者 欧阳爱国 余斌 +1 位作者 胡军 刘燕德 《热加工工艺》 北大核心 2025年第21期137-140,145,共5页
采用GPM-30型轮轨滚动接触疲劳试验机研究了不同表面粗糙度的ER8高铁车轮钢样品的滚动摩擦磨损性能,通过分析稳态平均摩擦系数、计算磨损率、观察样品磨损表面样貌对磨损性能进行评价。结果表明:样品表面的粗糙度越大,其稳态平均摩擦系... 采用GPM-30型轮轨滚动接触疲劳试验机研究了不同表面粗糙度的ER8高铁车轮钢样品的滚动摩擦磨损性能,通过分析稳态平均摩擦系数、计算磨损率、观察样品磨损表面样貌对磨损性能进行评价。结果表明:样品表面的粗糙度越大,其稳态平均摩擦系数也越大。表面粗糙度为1.726μm的样品稳态平均摩擦系数为0.31,而表面粗糙度为0.997、0.177、0.025μm的样品稳定平均摩擦系数分别为0.29、0.27、0.21。样品磨损率与表面粗糙度成正比关系,表面粗糙度为1.726μm的样品磨损率最高,为7.737×10^(-6) g/m。表面粗糙度为1.726μm的样品磨损程度最为严重,表面有大量的剥落现象;而表面粗糙度为0.025μm的样品表面相对光滑,样品表面产生的摩擦氧化物最多,在摩擦过程中受到氧化物减磨作用的影响,摩擦系数相对较小。 展开更多
关键词 高铁车轮钢 表面粗糙度 滚动摩擦磨损性能
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车轮多边形磨耗机理的有限元研究 被引量：76
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作者 陈光雄 金学松 +2 位作者 邬平波 戴焕云 周仲荣 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期14-18,共5页
在车辆稳态通过小半径曲线和直线的条件下,建立由轮对-钢轨-轨枕弹簧组成的系统有限元弹性振动模型。在模型中,假设轮轨蠕滑力饱和且等于法向力与摩擦系数的乘积。钢轨和车轮在饱和蠕滑力作用下产生动力学耦合,当耦合关系比较强时,轮轨... 在车辆稳态通过小半径曲线和直线的条件下,建立由轮对-钢轨-轨枕弹簧组成的系统有限元弹性振动模型。在模型中,假设轮轨蠕滑力饱和且等于法向力与摩擦系数的乘积。钢轨和车轮在饱和蠕滑力作用下产生动力学耦合,当耦合关系比较强时,轮轨系统会出现弹性黏-滑振动。应用有限元软件ABAQUS分析该模型的运动稳定性,发现在一些条件下轮轨系统存在严重的频率不大于150Hz的黏-滑弹性振动。振动模态显示,在轮轨发生黏-滑振动时,车轮相对钢轨发生横向滑动,而轮轨系统的低频黏-滑振动是引起车轮多边形磨耗的原因之一。应用本文方法可预测在小半径曲线和直线线路运行的车轮的多边形磨耗。计算结果发现,当正确选择轨枕支撑弹簧刚度或当控制轮轨摩擦系数不大于0.27时,可抑制甚至消除车轮多边形磨耗。 展开更多
关键词 摩擦 蠕滑力 自激振动 车轮 钢轨 车轮多边形磨耗
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不同摩擦系数条件下的轮轨滚动接触特性分析 被引量：29
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作者 肖乾 王成国 +1 位作者 周新建 卢勇 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期66-71,共6页
以直径为860 mm的LMA踏面轮对和60 kg.m-1钢轨为例,采用有限元软件ABAQUS建立三维轮轨滚动接触有限元模型,利用集群逻辑结构的并行计算平台求解该模型,并对不同摩擦系数下轮轨滚动接触特性进行分析。研究表明:摩擦系数对接触斑面积、接... 以直径为860 mm的LMA踏面轮对和60 kg.m-1钢轨为例,采用有限元软件ABAQUS建立三维轮轨滚动接触有限元模型,利用集群逻辑结构的并行计算平台求解该模型,并对不同摩擦系数下轮轨滚动接触特性进行分析。研究表明:摩擦系数对接触斑面积、接触区Mises应力值和法向接触应力影响不大;随着摩擦系数的增大,接触斑黏着区面积增加,接触区内横向和垂向剪应力增大且位置向接触区表面靠近;在相同牵引力矩作用下,随着摩擦系数的增加,轮轨纵向剪应力明显增大;接触斑内摩擦力矢量的纵向分量也随之增大,轮轨摩擦力及其绕原点合力矩的纵向分量也变化明显,最大增幅超过30%,自旋力矩值也随之增大且其中心点在接触斑内沿牵引方向前移。 展开更多
关键词 轮轨滚动接触 摩擦系数 法向特性 切向特性 并行计算
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变摩擦系数条件下的轮轨滚动接触特性分析 被引量：27
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作者 肖乾 林凤涛 +1 位作者 王成国 车宇翔 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期24-28,共5页
采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立轮轨滚动接触有限元模型,在轮轨间使用与滑动速度相关的变摩擦系数定义切向接触属性,改变轮对角速度定义轮轨接触不同工况。在轮轨蠕滑工况下,通过对比取常系数摩擦系数和变摩擦系数的计算结果发... 采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立轮轨滚动接触有限元模型,在轮轨间使用与滑动速度相关的变摩擦系数定义切向接触属性,改变轮对角速度定义轮轨接触不同工况。在轮轨蠕滑工况下,通过对比取常系数摩擦系数和变摩擦系数的计算结果发现:变摩擦系数对轮轨滚动接触最大接触应力和接触斑面积影响较小;但是对轮轨接触斑内最大Mises应力、最大纵向切应力、最大横向切应力和蠕滑力影响较大,特别是对最大纵向切应力和蠕滑力影响幅度近20%;对轮轨滚动接触蠕滑力矢量分布的影响也应值得注意。不同工况时轮轨蠕滑率不同,变摩擦系数条件下的轮轨蠕滑力和剪切应力随蠕滑率增大而增大,当轮轨间出现完全滑动时,轮轨蠕滑力达到极限。 展开更多
关键词 变摩擦系数 轮轨滚动接触 MIXED Lagrangian/Eulerian方法 黏着蠕滑
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三种钢轨材料与车轮匹配时滚动磨损与损伤行为 被引量：22
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作者 丁昊昊 付志凯 +3 位作者 郭火明 周琰 王文健 刘启跃 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期233-239,共7页
利用WR-1轮轨滚动磨损试验机研究了U71Mn、PD3、PG4三种钢轨与AAR-B车轮材料匹配时的滚动磨损与损伤性能.结果表明:不同钢轨材料的微观组织结构明显不同,钢轨硬度对轮轨滚动摩擦系数基本无影响;随钢轨硬度增加,钢轨磨损率减小,车轮磨损... 利用WR-1轮轨滚动磨损试验机研究了U71Mn、PD3、PG4三种钢轨与AAR-B车轮材料匹配时的滚动磨损与损伤性能.结果表明:不同钢轨材料的微观组织结构明显不同,钢轨硬度对轮轨滚动摩擦系数基本无影响;随钢轨硬度增加,钢轨磨损率减小,车轮磨损率增大,轮轨系统总磨损率先减小后增大.随试验时间增加,不同钢轨试样的硬化率趋于一致,车轮试样硬化率随钢轨试样硬度的增加而变大,轨轮硬度比随试验时间增加趋于相同.钢轨材料对轮轨试样表面损伤形貌有一定影响,随钢轨硬度增加轮轨表面犁沟现象明显,钢轨试样表面剥落损伤减轻且塑性变形层变薄,出现了明显的疲劳裂纹损伤,钢轨硬度增加导致车轮试样表面剥落加重且塑性变形层变厚;轮轨试样表层出现明显的白层现象,且车轮试样的白层更厚. 展开更多
关键词 轮轨材料 材料匹配 摩擦 磨损 损伤
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