MS110 轮胎路面力学与轮轨接触力学(负责人：危银涛、金学松、罗文波)

轮轨横向力和垂向力地面测试方法下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

本文下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Downloaded tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The documents can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!现代铁路系统的安全性和可靠性在很大程度上取决于车轮和轨道之间的动态相互作用。

铁路轨道由钢轨、轨枕、连接零件、道床、道岔和其他附属设备等组成的构筑物。

位于铁路路基上，承受车轮传来的荷载，传递给路基，并引导机车车辆按一定方向运转。

有些国家或地区也称线路上部建筑。

在钢梁桥、灰坑、转盘、某些隧道以及采用新型轨道结构的地段，可以没有道床、或者也没有轨枕。

轨道组成轨道最早是由两根木轨条组成，后改用铸铁轨，再发展为工字形钢轨，20世纪80年代，世界上多数铁路采用的标准轨距(见铁路轨道几何形位)为1435毫米（4英尺8(1/2)英寸）。

较此窄的称窄轨铁路,较此宽的称宽轨铁路（见铁路工程）。

轨枕一般为横向铺设，用木、钢筋混凝土或钢制成。

道床采用碎石、卵石、矿渣等材料。

钢轨、轨枕、道床是一些不同力学性质的材料，以不同的方式组合起来的。

钢轨以连接零件扣紧在轨枕上；轨枕埋在道床内；道床直接铺在路基面上。

轨道承受着多变化的垂直、横向、纵向的静荷载和动荷载，荷载从钢轨通过轨枕和道床传递到路基。

通过力学理论，分析研究在各种荷载条件下，轨道各组成部分所产生的应力和应变，而确定其承载能力和稳定性。

轨道类型为使轨道成为一个整体，要根据铁路的具体运营条件,使轨道各部分之间的作用相互配合,并考虑轨道、车辆、路基三者之间相互作用的配合协调。

这就要求将轨道划分类型。

轨道类型的内容包括钢轨类型，连接零件种类，轨枕的种类和配臵，道床材料和断面尺寸。

它所依据的主要运营条件为铁路运量、机车车辆轴重和行车速度。

最佳的轨道结构须做到在给定的运营条件下，保证列车按规定的最高速度平稳、安全和不间断地运行，将荷载有效地传递给铁路路基，并结合合理的轨道材料使用和养护制度，使其设备折旧费、建设投资利息和设备养护费用之和为最小。

轨道结构类型，常按不同运营条件将铁路线路分成为轨道等级来表示。

这种分等的标准各国不同。

中国铁路1975年的规程，将轨道分为四种类型：轻型、中型、次重型和重型四等（见表[中国铁路轨道分类(1975年)]）。

轨道养护轨道各部分在列车重复荷载的作用以及气候环境条件的影响下，将产生磨耗、腐蚀、腐朽、疲劳伤损和残余变形。

考虑车轮谐波磨耗的动车组车轴疲劳寿命随着高速列车运行速度的不断提高,轮轨间各种随机激励引起的轮轨振动加剧。

为保证列车安全平稳运行,作为列车主要承载部件的车轴,它的性能良好与否直接关系到列车的行车安全。

因此,国内外学者关于车轴疲劳寿命做了大量的研究工作,并取得了一定的成果。

田合强等［1］以中国某型高速动车组车轴为研究对象,分别基于日本JIS E 4501 标准和欧洲EN 13104 标准对车轴强度进行计算,并与有限元仿真计算结果进行对比分析。

陆超等［2］分别基于欧洲EN 13104 标准和有限元法对出口哈萨克斯坦的动车组动力车轴进行应力计算,并校核各截面处的疲劳强度。

随着对车轴强度研究的不断深入,国内外学者［3-5］认为车轴的疲劳强度不能按无限寿命设计和计算,因为对于车轴这类高周疲劳构件,其疲劳强度会随着应力循环次数的增加而降低,计算应力时应考虑各种随机激励的影响。

于是,国内外学者开始借助于有限元软件和动力学软件,并结合有限寿命理论进行车轴疲劳寿命的估算,其研究成果具有很高的工程应用价值。

如赵利华等［6］运用SIMPACK 软件建立多刚体车辆动力学模型,结合ANSYS 软件计算车轴危险点的应力时间历程,基于线性累积损伤理论计算车轴的疲劳寿命。

曹建国等［7］运用SIMPACK 软件建立动车组整车动力学模型,并计算车轴的载荷时间历程,结合ANSYS 和FE-SAFE 软件计算车轴的疲劳寿命。

POKORNÝ P 等［8］对实测载荷时间历程下车轴的残余疲劳寿命进行了研究。

随着高速列车车轮多边形问题的日益凸显,尤其是德国ICE高速列车脱轨,研究表明事故的原因是由于多边形橡胶弹性车轮的接触载荷过大、导致车轮轮辋疲劳断裂造成的［9］,引起了众学者的高度关注。

之后,对车轮多边形最主要表现形式的车轮谐波磨耗的研究众多,但大部分皆为车辆—轨道耦合动力系统下的振动特性研究,鲜有车轮谐波磨耗下车轴疲劳寿命的研究。

技术装备1 引言轮轨等效锥度是影响轨道车辆系统动力学性能的重要因素。

早在20世纪60年代，A.H.Wickens便建立了车辆系统的运动方程研究磨耗后踏面对车辆运行稳定性的影响，他指出，磨耗后踏面的锥度对车辆蛇行运动稳定性有着重要的影响。

近年来，我国高速铁路网逐渐增加，车轮和钢轨磨耗的情况日趋复杂，高速动车组运营中曾出现因等效锥度异常造成动车组产生蛇行失稳的情况，主要表现为车体晃动、转向架失稳报警及车体抖动，极大地影响了车辆乘坐的平稳性和舒适度。

O. Polach指出等效锥度与轮对蛇行运动分叉类型有密切关联，并提出一种基于等效锥度的非线性参数，该参数对蛇行运动的分叉类型有重要影响。

综上所述，等效锥度是轮轨关系的直接评价指标，但目前针对如何应用等效锥度对轮轨关系进行准确评价尚未出台具体的标准，所以对等效锥度的管理显得尤为重要。

由于轮轨廓形对等效锥度有重要的影响，因此需通过检测轮轨廓形的变化监测等效锥度的动态变化，并建立轮轨管理系统，进而指导轮对镟修以及钢轨打磨。

2 等效锥度的计算及其影响因素轮对和钢轨在实际应用过程中均表现出不同程度的磨耗特征，容易导致车辆出现晃车和抖车现象，严重降低乘坐舒适性并威胁行车安全。

由此可见，轮轨接触关系会直接影响车辆的安全运行品质。

等效锥度是评价轮轨接触关系的重要指标，可以真实有效地反应轮轨接触关系，对车辆在线路上运行时的动力学性能预测评估有重要的参考价值。

2.1 等效锥度的计算等效锥度的计算方法有多种，常见的有锥形踏面的等效方法（简化法）和依据轮对周期运动的等效线性化法（即UIC 519标准）等。

2.1.1 简化法理想的锥形踏面车轮在滚动圆附近是一段斜度为常数μ的直线段，在轨道车辆领域将常数μ称为车轮锥度。

锥度μ可使用下式计算：μ = =r R- r L2yΔr2y（1）式（1）中，r L，r R分别为左右轮滚动圆半径；Δr为轮径差；y为轮对横移量。

轨道车辆轮轨等效锥度管理措施研究戴焕云，杨震寰，干 锋（西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都 610031）摘 要：等效锥度是评价轮轨关系的重要指标，其数值与轨道车辆的动力学性能有着密切的关联。