發(fā)布時間：2021-03-07 04:24

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)也迅猛發(fā)展。高速化和重載化是鐵路發(fā)展的重要趨勢,在這種發(fā)展情況下,輪軌之間的接觸機(jī)理變得越發(fā)復(fù)雜,輪軌之間的接觸工況日益惡化。輪軌具有復(fù)雜的幾何形狀并且輪軌之間的接觸問題為高度的非線性行為,此前對于輪軌之間的接觸問題多基于Hertz接觸理論,但是由于Hertz接觸理論的局限性,并不能真正的揭示輪軌之間的接觸狀況。隨著大型有限元分析的發(fā)展,利用有限元分析軟件計算輪軌之間的接觸應(yīng)力能夠反映實(shí)際情況下的輪軌接觸應(yīng)力,為輪軌問題的研究提供可靠的數(shù)值依據(jù)。本文根據(jù)輪軌之間的接觸關(guān)系,結(jié)合輪軌摩擦學(xué)、輪軌接觸理論、傳熱學(xué)、彈性力學(xué)等理論,利用ANSYS建立了三維輪軌接觸有限元模型。車輪和鋼軌采用了彈性體假設(shè),選取了不同的輪對軸重載荷,模擬了輪軌在靜載狀態(tài)以及純滾動工況下輪軌接觸斑的形狀、面積、接觸壓力及等效應(yīng)力變化情況,并對純滾動工況下摩擦熱對輪軌接觸斑的形狀、面積、接觸壓力及等效應(yīng)力的影響做了分析。得出了如下結(jié)論:（1）在靜載狀態(tài)下,隨著輪對軸重的增大,輪軌接觸應(yīng)力也隨之增大,輪軌的接觸壓力大于Hertz理論計算值。輪軌接觸斑的形狀大體上為橢圓形,但是由于輪軌... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

“八縱八橫”鐵路網(wǎng)規(guī)劃圖

各參數(shù)如圖 1.2 所示：圖 1.2 單一圓弧型面輪軌接觸示意圖1.2.2 輪軌接觸理論在車輛動力學(xué)研究中，輪軌力是重要的研究對象。在輪軌關(guān)系問題研究中，許多理論的研究基礎(chǔ)均是輪軌滾動接觸蠕滑率/力關(guān)系[9]。在確定了輪軌的接觸蠕滑率/力之后才可以對輪軌接觸問題進(jìn)行下一步研究，例如對黏著系數(shù)和制動問題、輪軌接觸表面波浪形態(tài)磨損和滾動接觸疲勞、脫軌、輪軌噪聲等方向的研究[10]。在工程領(lǐng)域目前廣泛應(yīng)用的關(guān)于輪軌接觸蠕滑率/力的計算模型主要有以下七種：Carter 的二維滾動接觸理論模型、Vermeulen-Johnson 無自旋狀態(tài)下三維滾動接觸問題的理論模型、Kalker 線性理論、

y 方向?yàn)榱熊嚨臋M向運(yùn)動方向。橢圓形接觸斑又可以等效為矩形接觸斑，如圖2.1.(b)所示：(a) (b)圖 2.1 (a)輪軌接觸模型；(b)輪軌等效接觸斑根據(jù) Hertz 接觸理論對于接觸區(qū)域的載荷計算為：122222101 byaxP P(2.2)式中 a 是接觸斑沿 x 方向的半軸長，b 是接觸斑沿 y 方向的半軸長，P0是接觸斑的中心位置處的壓力，也是接觸斑上的最大壓力。abPP2π30 (2.3)式中 P 為總壓力，即為列車輪對軸重的一半。根據(jù) Hertz 接觸理論用矩形面積 2a*b0代替狹長的橢圓。這里 b0是接觸斑的橫向等效長度，b0=4/3*b。 xaxabyaxabPP，，01π21222221 0(2.4)令 PZ=P/b0，PZ為橫向單位長度上的法向作用力


本文編號：3068394