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轮轨多点接触计算新方法曲线通过验证

机械工程学报 2010年第16期46卷 1-7页

作者：任尊松金学松北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

建立包含多点接触轮对振动方程的车辆—轨道系统动力学模型,对轮轨多点接触计算和判定新方法—迹线极值法进行车辆曲线通过验证,给出曲线通过接触点在车轮踏面上位置、轮轨接触点数和轮轨法向力。结果表明,迹线极值法能够解决轮轨多点... 详细信息

建立包含多点接触轮对振动方程的车辆—轨道系统动力学模型,对轮轨多点接触计算和判定新方法—迹线极值法进行车辆曲线通过验证,给出曲线通过接触点在车轮踏面上位置、轮轨接触点数和轮轨法向力。结果表明,迹线极值法能够解决轮轨多点接触问题并获得准确的轮轨多点接触几何参数和系统振动特性;当发生轮缘根部和轮缘两点接触时,采用多点接触方法得到的结果比采用单点接触方法得到的结果更为合理可信,当不发生轮缘根部和轮缘两点同时接触时,多点接触法与单点接触法得到的结果几乎完全一致;与新用车轮踏面相比,测试得到的磨耗后车轮踏面在其名义直径位置凹陷区域附近容易形成踏面两点接触。证实了轮轨多点接触新方法的正确性和有效性。

关键词：轮轨多点接触动态曲线通过轮缘接触踏面磨耗

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车轮原地打滑时轮轨接触界面摩擦温升分析

工程力学 2007年第10期24卷 150-155页

作者：吴磊温泽峰金学松西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

简要介绍了轮轨滚滑接触摩擦温升的研究历史和现状。基于有限元法和非稳态传热方程,建立了车轮在钢轨上原地打滑时轮轨摩擦热分析模型,分析车轮打滑速度对钢轨接触斑附近温度场的影响。模型考虑了轮轨与环境间的热辐射和热对流边界条件... 详细信息

简要介绍了轮轨滚滑接触摩擦温升的研究历史和现状。基于有限元法和非稳态传热方程,建立了车轮在钢轨上原地打滑时轮轨摩擦热分析模型,分析车轮打滑速度对钢轨接触斑附近温度场的影响。模型考虑了轮轨与环境间的热辐射和热对流边界条件、轮轨接触区的相互换热以及轮轨材料热物性参数随温度的变化。分析结果显示:车轮原地打滑时,钢轨表面温升率在打滑初期非常高,随后温升率逐渐趋于零;表面温升达到稳定状态后,钢轨表面温升与轮轨接触区相对滑动速度呈线性关系;当车轮打滑转动的角位移相同而其他条件不变时,钢轨表面热影响层厚度基本不随相对滑动速度的大小而变化。

关键词：轮轨接触摩擦温度有限元法热传导钢轨烧伤

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考虑表面微观粗糙度的轮轨接触弹塑性分析

西南交通大学学报 2001年第6期36卷 588-590页

作者：江晓禹金学松西南交通大学应用力学与工程系四川成都610031

采用接触单元方法 ,结合初应力法 ,采用测量获得的表面微观粗糙度 ,对轮轨弹塑性接触问题进行了研究 ,获得了轮轨的表面接触压力分布等结果。结果表明 ,轮轨表面微观粗糙度使得接触区的峰值接触压力大大高于平整接触表面的接触压力 ,会... 详细信息

采用接触单元方法 ,结合初应力法 ,采用测量获得的表面微观粗糙度 ,对轮轨弹塑性接触问题进行了研究 ,获得了轮轨的表面接触压力分布等结果。结果表明 ,轮轨表面微观粗糙度使得接触区的峰值接触压力大大高于平整接触表面的接触压力 ,会造成轮轨表面出现塑性变形。对含表面粗糙度的轮轨接触问题 ,进行弹塑性分析是必要的。

关键词：微观粗糙度轮轨接触接触压力弹塑性分析塑性变形接触单元方法初应力法

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滚滑接触下钢轨热力耦合分析

工程力学 2010年第8期27卷 199-204,216页

作者：李伟温泽峰吴磊金学松西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

采用热弹塑性有限元法,对滚滑接触状态下的钢轨进行热力耦合分析,计算钢轨接触区附近的温升和应力/应变,并分析蠕滑率对它们的影响。有限元模型中,考虑材料参数随温度的变化,通过在钢轨表面上移动边界条件来模拟车轮的移动。分析结果表... 详细信息

采用热弹塑性有限元法,对滚滑接触状态下的钢轨进行热力耦合分析,计算钢轨接触区附近的温升和应力/应变,并分析蠕滑率对它们的影响。有限元模型中,考虑材料参数随温度的变化,通过在钢轨表面上移动边界条件来模拟车轮的移动。分析结果表明:热影响区主要在很薄的钢轨表层;钢轨表层温升和热应变均随着蠕滑率的增大而增大。热载荷在钢轨表层产生的周向和轴向残余应力表现为拉应力,其在蠕滑率小时有减小机械载荷产生的残余压应力作用;在蠕滑率较大时热响应对残余应力和残余应变影响明显,且当蠕滑率增大到一定值时,考虑热影响时热力耦合作用下的周向残余应力和轴向残余应力都表现为拉应力,而不考虑热影响时二者表现为压应力,随着蠕滑率的继续增大,考虑热影响时的残余应力和残余应变随之增大。

关键词：轮轨滚滑接触蠕滑率热力耦合温升残余应力/应变有限元法

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计算铁路车轮轮周磨耗量的两种方法对比

工程力学 2011年第1期28卷 205-211,218页

作者：李霞金学松温泽峰胡东西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 西南交通大学力学与工程学院成都610031

建立了车轮磨耗理论计算模型并发展了相应的数值程序,模型中包含了车辆轨道耦合动力学模型、轮轨滚动接触理论和材料摩擦磨损模型。根据该理论模型提出了两种磨耗叠加方法计算车轮轮周磨耗量,即简化方法和改进方法,探讨了它们对车轮型... 详细信息

建立了车轮磨耗理论计算模型并发展了相应的数值程序,模型中包含了车辆轨道耦合动力学模型、轮轨滚动接触理论和材料摩擦磨损模型。根据该理论模型提出了两种磨耗叠加方法计算车轮轮周磨耗量,即简化方法和改进方法,探讨了它们对车轮型面磨耗及其演化规律的影响。简化方法假定车轮滚过一个接触斑长度时,接触斑信息不变,因而只计算一个步长即可得到车轮轮周的磨耗量;改进方法则考虑接触斑信息随时发生变化,因而需要计算一个接触斑长度才能得到轮周的磨耗。分析结果表明:采用两种方法所得的轮周磨耗量存在较大差异;采用改进方法后,导向轮对的磨耗体积明显增大。随着车轮运行距离的增加,车轮磨耗的不断积累,采用两种方法所得的结果存在较大的差异。

关键词：车轮磨耗轮周接触斑简化方法改进方法

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低功率堆振动特性测试

核动力工程 1998年第1期19卷 46-52页

作者：金建明金学松西南交通大学

介绍了试验模态分析的基本理论及应用该理论测定实际结构模态参数的主要方法，并以中国核动力院低功率反应堆的现场测试试验为例，介绍了测试工作的主要过程和数据处理方法，给出了左右热交换器及连接管道段前二阶固有频率和阻尼比，以... 详细信息

介绍了试验模态分析的基本理论及应用该理论测定实际结构模态参数的主要方法，并以中国核动力院低功率反应堆的现场测试试验为例，介绍了测试工作的主要过程和数据处理方法，给出了左右热交换器及连接管道段前二阶固有频率和阻尼比，以及堆本体结构及堆池内出水管道段的前三阶固有频率、阻尼比和模态振型。

关键词：低功率堆试验模态分析固有频率振动模态

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两种轮轨接触应力算法对比分析

工程力学 2013年第8期30卷 229-235页

作者：陶功权李霞温泽峰金学松西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

选择我国高速车轮LMa踏面及其运营磨耗后实测得到的踏面外形与我国标准CN60钢轨匹配,分别采用三维弹性体非Hertz滚动接触理论及其数值程序CONTACT和三维轮轨接触有限元模型,计算了轮轨接触斑面积、接触压力和接触应力等,并对两种算法所... 详细信息

选择我国高速车轮LMa踏面及其运营磨耗后实测得到的踏面外形与我国标准CN60钢轨匹配,分别采用三维弹性体非Hertz滚动接触理论及其数值程序CONTACT和三维轮轨接触有限元模型,计算了轮轨接触斑面积、接触压力和接触应力等,并对两种算法所计算的结果进行了对比分析。计算结果表明:CONTACT程序计算得到的轮轨接触斑面积小于有限元计算结果,但CONTACT计算得到的轮轨间最大接触压力和最大等效应力大于有限元结果,尤其在车轮轮缘贴靠钢轨时两者差异更为明显。而当车轮与钢轨在接触点处的曲率半径远大于接触斑的几何尺寸时,CONTACT和有限元法得到的结果差异较小。车轮磨耗后轮轨接触容易发生多点接触,CONTACT和有限元法计算轮轨多点接触得到的结果相差非常大,CONTACT程序不宜用来解决此类接触问题。

关键词：轮轨接触应力非Hertz滚动接触理论有限元法实测车轮型面多点接触

轮轨间的液态介质和表面微观粗糙度对接触表面疲劳损伤的影响

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机械工程学报 2004年第8期40卷 18-23页

作者：江晓禹金学松西南交通大学应用力学与工程系成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

研究了具有表面微观粗糙度和有液态介质存在于接触表面的轮轨弹塑性接触力学问题,获得了轮轨表面接触应力分布等结果。结果表明,对于有表面微观粗糙度的轮轨,在接触区会出现很大的峰值接触应力,并造成轮轨表面出现塑性。在当载荷卸掉后... 详细信息

研究了具有表面微观粗糙度和有液态介质存在于接触表面的轮轨弹塑性接触力学问题,获得了轮轨表面接触应力分布等结果。结果表明,对于有表面微观粗糙度的轮轨,在接触区会出现很大的峰值接触应力,并造成轮轨表面出现塑性。在当载荷卸掉后,钢轨表面还存在严重的残余应力。在列车的多次运行过程后,这样的塑性变形会积累,以至疲劳破坏。给出了接触表面有液态介质和无液态介质的接触应力和残余应力结果。同时还分析了在有液态介质和无液态介质情况下,不同位置的表面微裂纹的裂纹尖端应力,结果表明在有液态介质存在下微观裂纹更易扩展,易导致轮轨表面剥离和断裂。

关键词：车轮钢轨摩擦液态介质弹塑性表面微裂纹接触问题

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非赫兹接触轮轨蠕滑力数表TPLR的研究

西南交通大学学报 1996年第6期31卷 646-651页

作者：金学松张卫华西南交通大学牵引动力国家实验室

本文介绍了直线轨道上单轮对运动状态蠕滑率和蠕滑力关系律数表的编制方法。

关键词：滚动接触蠕滑率轮轨接触 TPLR 机车车辆轨道