钢轨吸振器对地铁科隆蛋扣件区段钢轨波磨形成及演化的影响研究

作     者：崔晓璐 肖钰山 钟言明 李靖晨 尹越 孔祥龙 

作者机构：重庆交通大学机电与车辆工程学院 中铁电气化局集团有限公司 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52275176) 重庆市教委科学技术研究项目重点项目(KJZD-K202100703) 重庆市基础研究与前沿探索项目(CSTB2022NSCQ-MSX1542) 

主　　题：钢轨波磨 钢轨吸振器 振动响应 磨耗特性 摩擦自激振动 

摘      要：科隆蛋扣件支撑的小半径曲线区段作为地铁线路钢轨波磨的高发区段，现场调研发现钢轨吸振器对钢轨波磨的形成和演化具有明显的抑制效果，本文对此开展了定量化的研究。首先，结合重庆地铁科隆蛋扣件小半径曲线区段的现场调研，建立了相应区段轮对-钢轨-吸振器系统的有限元模型。然后，基于摩擦自激振动理论，采用瞬时动态分析法对比研究了安装钢轨吸振器前后轮轨系统的振动响应。进而，基于摩擦功理论，对比研究了安装钢轨吸振器前后的钢轨波磨的磨耗特性。最后，采用最小二乘法和粒子群算法确定了延缓科隆蛋扣件小半径曲线区段钢轨波磨磨耗的钢轨吸振器最优连接参数。结果表明，安装钢轨吸振器能够通过抑制轮轨摩擦自激振动进而有效抑制钢轨波磨的形成；安装钢轨吸振器还能明显抑制钢轨波磨在深度上的磨耗发展进而延缓钢轨波磨的演化，延缓效率达到约48%；横向刚度为2.99×107N·m-1，横向阻尼为3.96×104N·s·m-1，纵向刚度为5.99×107N·m-1，纵向阻尼为1.79×104N·s·m-1，是钢轨吸振器延缓科隆蛋扣件小半径曲线区段钢轨波磨在深度上演化的最佳连接参数。