車輪作為列車行走部的重要部件,是車體與鋼軌之間接觸的唯一部件。在列車運(yùn)行中蠕滑不可避免,車輪的蠕滑性是造成輪軌滾動接觸不連續(xù)或不均勻磨耗的主要成因之一。當(dāng)車輪磨損嚴(yán)重時,會導(dǎo)致車輪踏面凹凸不光滑,繼而影響列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和舒適性,而重載列車對車輪具有更嚴(yán)重的損傷,甚至?xí)䦟?dǎo)致車輪斷裂造成重大的安全事故。因此,將滑差率作為重載列車車輪研究中的重要變量具有很高的研究價值。論文通過試驗與仿真來研究重載列車車輪的摩擦磨損特性。利用GPM-40試驗機(jī)進(jìn)行CL70車輪鋼在不同滑差率下的摩擦磨損試驗,并采用動力學(xué)分析軟件Ls-dyna進(jìn)行了不同尺度下的輪軌接觸區(qū)域動力學(xué)仿真,對車輪的接觸表層應(yīng)力進(jìn)行分析,具體工作及結(jié)論如下:設(shè)計不同滑差率下的輪軌摩擦磨損試驗,研究滑差率對車輪表層組織演變與性能變化的影響。試驗結(jié)果表明:在車輪接觸面出現(xiàn)了塑性變形和少許壓潰,但沒有產(chǎn)生過大的損傷損壞;而滑差率對車輪的磨損量與摩擦系數(shù)影響不大。在硬度方面,滑差率會加快車輪鋼的硬化速度。通過分析車輪鋼的內(nèi)部組織照片發(fā)現(xiàn),滑差率的增加會導(dǎo)致車輪表層的塑性變形層厚度也隨之增加。以先整體分析到局部細(xì)化分析作為仿真研究思路,研究輪軌... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 重載鐵路的發(fā)展歷程
        1.2.1 國外重載鐵路的發(fā)展
        1.2.2 國內(nèi)重載鐵路的發(fā)展
    1.3 輪軌損傷國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 重載車輪與鋼軌的磨損
        1.3.2 摩擦磨損過程
        1.3.3 輪軌材料摩擦磨損試驗研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究意義及研究內(nèi)容
第二章 輪軌磨損機(jī)理及接觸理論模型
    2.1 輪軌磨損機(jī)理
        2.1.1 黏著磨損與磨料磨損
        2.1.2 表面疲勞磨損和腐蝕磨損
    2.2 輪軌蠕滑現(xiàn)象
    2.3 輪軌接觸理論模型
        2.3.1 Kalker簡化理論模型
        2.3.2 Hertz理論模型
        2.3.3 Kalker三維彈性體非Hertz滾動接觸理論及其局限性
    2.4 彈塑性有限元理論
    本章小結(jié)
第三章 試驗材料及方法
    3.1 試驗材料
    3.2 試驗設(shè)備及參數(shù)設(shè)定
        3.2.1 摩擦磨損試驗
        3.2.2 接觸應(yīng)力計算
    3.3 試驗流程
    3.4 試驗性能分析方法
        3.4.1 摩擦系數(shù)記錄分析
        3.4.2 磨損量分析測量
        3.4.3 硬度試驗工作原理
        3.4.4 顯微組織觀察分析
    本章小結(jié)
第四章 車輪鋼摩擦磨損試驗研究
    4.1 試驗方案設(shè)計
    4.2 滑差率對車輪接觸面形貌的影響分析
    4.3 滑差率對車輪摩擦系數(shù)和磨損量的影響分析
    4.4 滑差率對微觀硬度的影響分析
    4.5 滑差率對車輪鋼內(nèi)部組織的影響分析
    本章小結(jié)
第五章 輪軌接觸的有限元仿真
    5.1 輪軌接觸的幾何模型及網(wǎng)格劃分
        5.1.1 輪軌接觸幾何模型
        5.1.2 輪軌接觸有限元模型及網(wǎng)格劃分
    5.2 載荷工況及材料選擇
        5.2.1 載荷工況
        5.2.2 模型材料與接觸屬性
    5.3 實際運(yùn)行中輪軌接觸仿真結(jié)論
    5.4 摩擦磨損試驗機(jī)上輪軌接觸仿真結(jié)論
    5.5 輪軌局部接觸區(qū)域仿真結(jié)論
    本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]重載機(jī)車輪軌黏著利用技術(shù)研究綜述[J]. 何靜,劉建華,張昌凡.  鐵道學(xué)報. 2018(09)
[2]我國鐵路重載鐵路單元式列車組合模型研究[J]. 王宇強(qiáng),魏玉光.  鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2018(06)
[3]軸重對輪軌材料滾動磨損與損傷行為影響[J]. 丁昊昊,王文健,郭俊,劉啟躍,朱旻昊.  材料工程. 2015(10)
[4]山西中南部通道重載列車運(yùn)輸試驗及對線路設(shè)計的啟示[J]. 王宇嘉,徐利民,賈永剛,花偉,魏然.  鐵道貨運(yùn). 2015(10)
[5]我國鐵路重載運(yùn)輸技術(shù)體系的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 胡亞東.  中國鐵道科學(xué). 2015(02)
[6]車輪材料對輪軌滾動摩擦磨損行為的影響[J]. 王文健,汪洪,劉啟躍.  西南交通大學(xué)學(xué)報. 2013(05)
[7]天津地鐵1號線車輪損傷原因探究及對策[J]. 杜遠(yuǎn),邵奇.  現(xiàn)代城市軌道交通. 2013(04)
[8]合金含量對高速車輪材料滾動接觸磨損性能的影響[J]. 曾東方,魯連濤,張遠(yuǎn)彬,張繼旺,溫澤峰,朱旻昊.  摩擦學(xué)學(xué)報. 2012(06)
[9]碳含量對車輪鋼滾動摩擦磨損性能影響[J]. 王文健,張向龍,張繼旺,郭俊,劉啟躍.  鐵道學(xué)報. 2012(02)
[10]我國重載鐵路發(fā)展模式研究[J]. 夏勝利,楊浩,張進(jìn)川,晁陽.  鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2011(09)

博士論文
[1]車輪踏面?zhèn)麚p對高速列車動力學(xué)行為的影響[D]. 王憶佳.西南交通大學(xué) 2014
[2]重載組合列車牽引及制動系統(tǒng)的試驗與仿真研究[D]. 張波.中國鐵道科學(xué)研究院 2009

碩士論文
[1]大軸重重載鐵路曲線參數(shù)對鋼軌磨耗的影響分析[D]. 劉瑤.西南交通大學(xué) 2017
[2]高速輪軌關(guān)系試驗臺的蠕滑特性仿真研究[D]. 周春陽.中國鐵道科學(xué)研究院 2016
[3]鋼軌綜合摩擦管理策略對輪軌磨耗的影響研究[D]. 李磊.西南交通大學(xué) 2016
[4]大秦線3萬t重載組合列車仿真及試驗驗證[D]. 王磊.中國鐵道科學(xué)研究院 2015
[5]重載鐵路線路參數(shù)分析及其行車動力特性研究[D]. 李浩宇.石家莊鐵道大學(xué) 2014
[6]工程車輛落物保護(hù)裝置動力學(xué)仿真及試驗研究[D]. 李春.吉林大學(xué) 2005



本文編號：3652405