鋼軌打磨是一種鐵路鋼軌廣泛應(yīng)用且經(jīng)濟(jì)的維護(hù)技術(shù)。在鋼軌打磨過(guò)程中,砂輪與鋼軌之間的相互作用非常復(fù)雜,影響打磨效果及打磨效率。因此,開展鋼軌打磨過(guò)程中鋼軌材料去除行為研究,對(duì)優(yōu)化鋼軌打磨參數(shù)、提升打磨效率具有重要的指導(dǎo)意義和工程價(jià)值。本文基于簡(jiǎn)化后的虛擬砂輪模型,建立了鋼軌打磨三維有限元仿真模型,根據(jù)鋼軌打磨模擬試驗(yàn)所得試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用DEFORM-3D有限元軟件仿真模擬了鋼軌打磨過(guò)程,分析了不同打磨參數(shù)（打磨轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和打磨深度）、不同軌面（R300、R80和R13）、不同打磨遍數(shù)與打磨方向?qū)︿撥壊牧先コ袨榈挠绊?同時(shí)對(duì)頻域內(nèi)的磨削力進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)和試驗(yàn)結(jié)果吻合,表明使用本文仿真模型預(yù)測(cè)打磨結(jié)果的可行性。論文研究得出的主要結(jié)論如下:（1）隨砂輪轉(zhuǎn)速增加,磨削力、磨削力比、磨削比以及表面粗糙度均呈下降趨勢(shì),而鋼軌打磨量和砂輪磨損量均有所上升,且鋼軌材料塑性去除的趨勢(shì)增強(qiáng)。法向磨削力始終大于切向磨削力和縱向磨削力;磨削力、磨削力比、磨削比及表面粗糙度的變化趨勢(shì)同砂輪進(jìn)給速度呈正相關(guān),而打磨量、砂輪磨損量的變化趨勢(shì)同砂輪進(jìn)給速度呈負(fù)相關(guān),且鋼軌材料的去除隨進(jìn)給速度的增加趨于脆... 

【文章來(lái)源】： 張沭玥 西南交通大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

八縱八橫高鐵網(wǎng)現(xiàn)如今，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于單次運(yùn)輸量的要求越來(lái)越大，鐵路系統(tǒng)在向

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第2頁(yè)圖1-1八縱八橫高鐵網(wǎng)現(xiàn)如今，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于單次運(yùn)輸量的要求越來(lái)越大，鐵路系統(tǒng)在向解決運(yùn)輸時(shí)間問(wèn)題的高速鐵路發(fā)展的同時(shí)需要向重載鐵路方向發(fā)展。重載鐵路是指列車牽引重量、軸重和線路年運(yùn)量達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)輸線路[8]，由于采用增加軸重及單列編組長(zhǎng)度的運(yùn)輸方式，牽引能耗顯著降低，機(jī)車車輛數(shù)量、維護(hù)成本和設(shè)備占用時(shí)間減少，進(jìn)而提升了機(jī)車車輛的運(yùn)行效率及鐵路線路的運(yùn)能，因而重載鐵路己逐步成為鐵路貨運(yùn)發(fā)展的方向[9]。重載鐵路運(yùn)輸技術(shù)體系在美國(guó)、加拿大、澳大利亞等資源豐富、幅員遼闊且煤炭與礦石運(yùn)量居多的國(guó)家已較為成熟[10]。在運(yùn)輸量和運(yùn)輸密度方面，中國(guó)的重載鐵路運(yùn)輸技術(shù)處于世界前列，其發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)主要階段：開通重載列車，對(duì)既有線進(jìn)行改造；開通5000t重載混編列車，改造繁忙干線；開通重載單元列車，新建大秦鐵路(圖1-2)；于大秦鐵路開通20000t列車[11]。在符合中國(guó)重載鐵路發(fā)展具體情況的前提下，中國(guó)重載技術(shù)提高了車輛的軸重和貨運(yùn)能力，使中國(guó)重載鐵路向大運(yùn)量方向發(fā)展[12]。圖1-2大秦鐵路高速和重載是我國(guó)鐵路跨越式發(fā)展戰(zhàn)略中鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向，然而鐵路的高速化和重載化的迅猛發(fā)展也對(duì)鐵路部門提出了一系列挑戰(zhàn)，其中輪軌接觸問(wèn)題是一重點(diǎn)挑戰(zhàn)，直接影響其運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性以及舒適性[13-15]。在鐵路列車行進(jìn)過(guò)程中，

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3頁(yè)除了受到溫度、制動(dòng)力等之外，鋼軌在極小的輪軌接觸區(qū)域中將受到巨大且復(fù)雜的作用力，以及各作用力引起的剪切、扭曲等現(xiàn)象。隨著鐵路軸重的增加和高速鐵路運(yùn)行速度的加快，鋼軌將產(chǎn)生一系列的傷損形式，較常見(jiàn)的有軌角斜裂紋、表面斜裂紋、焊縫飛邊、波磨等(圖1-3)，直接影響到鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩砸约拜嗆壥褂脡勖�。在軌道線路現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)作業(yè)中，為有效地預(yù)防鋼軌波磨、控制鋼軌的磨耗、疲勞傷損、型面、平順度及軌面裂紋擴(kuò)展等，常用的鋼軌維護(hù)方法主要有兩種：一是定期更換鋼軌，二是利用鋼軌打磨列車的往復(fù)打磨作用。定期更換鋼軌成本高、機(jī)械化程度低且會(huì)影響鐵路線路運(yùn)營(yíng)，不利于可持續(xù)發(fā)展，而鋼軌打磨成本低、重復(fù)操作性強(qiáng)、可有針對(duì)性地打磨，現(xiàn)已成為世界公認(rèn)的最有效的鋼軌表面修復(fù)方式[4]。(a)波磨(b)表面斜裂紋(c)軌角斜裂紋(d)焊縫飛邊圖1-3鋼軌表面損傷1.2鋼軌打磨技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀鋼軌打磨過(guò)程中，打磨砂輪跟隨打磨列車沿鋼軌縱向行進(jìn)，繞其幾何中心的高速旋轉(zhuǎn)使得磨粒能夠切除鋼軌表面上與之相接觸的材料，其工作原理與磨削加工中的端

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于MATLAB的60kg/m鋼軌打磨模式優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 林強(qiáng).西南交通大學(xué) 2016
[4]基于鋼軌打磨實(shí)驗(yàn)的磨削力影響因素仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 韓永超.西南交通大學(xué) 2016
[5]打磨轉(zhuǎn)速與磨石粒度對(duì)鋼軌材料去除行為影響研究[D]. 顧凱凱.西南交通大學(xué) 2015
[6]鋼軌打磨參數(shù)對(duì)打磨量影響與打磨模式研究[D]. 何娟娟.北京交通大學(xué) 2014
[7]高鐵鋼軌打磨砂輪磨損及在線檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 肖旭.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[8]超高速陶瓷CBN砂輪磨損仿真研究[D]. 李健.東北大學(xué) 2011
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本文編號(hào)：3540101