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基于G-W理论的轮轨三维粗糙表面摩擦生热

科学技术与工程 2024年第11期24卷 4722-4729页

作者：赵博段志东兰州交通大学土木工程学院兰州730000

为了研究粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副滑动过程中产生的热、温度场和应力场的分布规律及其相互影响,基于G-W模型,将轮轨摩擦副简化为一不同形貌的微凸体粗糙表面与一理想平面,通过数值模拟方法研究了粗糙表面轮轨摩擦过程中热的大小及... 详细信息

为了研究粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副滑动过程中产生的热、温度场和应力场的分布规律及其相互影响,基于G-W模型,将轮轨摩擦副简化为一不同形貌的微凸体粗糙表面与一理想平面,通过数值模拟方法研究了粗糙表面轮轨摩擦过程中热的大小及温度场和应力场的分布规律。结果表明:微凸体之间的相互作用对摩擦生热有影响,随着球冠状微凸体堆叠度的增大,热区分布面积增加,热源减小;微凸体的数量和排布规律对摩擦生热有影响,微凸体横向排布时,摩擦温升随微凸体数量的增加而减小,微凸体纵向排布时,摩擦温升随微凸体数量增加而增大,热区分布向滑动方向后方集中;不同形貌微凸体对对摩擦温升结果也会产生影响,球冠状微凸体粗糙表面摩擦温升总体高于长方体状微凸体摩擦温升。可见,微观层面粗糙表面形貌特征对轮轨摩擦副热源、热区分布、温度场和应力场分布等都会产生影响,为进一步研究轮轨相互作用,保障列车安全运行提供理论依据。

关键词：摩擦接触粗糙表面数值模拟热机耦合轮轨

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雨天轮轨切向力的试验性评价

国外铁道机车与动车 2024年第2期 25-28,45页

作者： [日]山本大輔刘丽杰(译) 不详

在雨天等情况下轮轨间低黏着现象是诱发车轮滑行进而损伤车轮和轨道的原因之一。要防止过大的车轮滑行,有效的方法就是提高车辆滑行控制性能,因此要定量评价雨天轮轨间的切向力,并在此基础上研究解决方案。文章介绍定量评价雨天轮轨切... 详细信息

在雨天等情况下轮轨间低黏着现象是诱发车轮滑行进而损伤车轮和轨道的原因之一。要防止过大的车轮滑行,有效的方法就是提高车辆滑行控制性能,因此要定量评价雨天轮轨间的切向力,并在此基础上研究解决方案。文章介绍定量评价雨天轮轨切向力特性的试验研究,旨在将其用于提高车辆滑行控制性能。

关键词：轮轨低黏着现象轮轨切向力特性两圆筒试验装置

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基于LCA的轮轨与磁悬浮方案比选研究

交通节能与环保 2024年第2期20卷 243-248页

作者：苏涵中央财经大学北京102206

本文基于LCA对京沪高铁的轮轨与磁悬浮方案进行比选研究,在材料、设备、运输与施工阶段对轮轨与磁悬浮的能源消耗进行计算分析,最后对两者进行综合比选评价。从能源消耗的全生命周期评价角度为铁路在轮轨与磁悬浮两个方案的比选评价提... 详细信息

本文基于LCA对京沪高铁的轮轨与磁悬浮方案进行比选研究,在材料、设备、运输与施工阶段对轮轨与磁悬浮的能源消耗进行计算分析,最后对两者进行综合比选评价。从能源消耗的全生命周期评价角度为铁路在轮轨与磁悬浮两个方案的比选评价提供科学可靠的参考思路。

关键词：铁路工程 LCA 磁悬浮轮轨

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轮轨疲劳损伤模拟实验研究及展望

西南交通大学学报 2016年第2期51卷 282-290页

作者：刘启跃何成刚黄育斌马蕾王文健西南交通大学摩擦学研究所四川成都610031

轮轨的疲劳损伤严重影响高速重载铁路运行安全,其研究受到广泛的关注和重视.本文总结了目前轮轨疲劳损伤行为的主要研究方法,指出了模拟实验是研究轮轨疲劳损伤的一种重要手段;介绍了西南交通大学轮轨摩擦学课题组利用轮轨模拟试验机开... 详细信息

轮轨的疲劳损伤严重影响高速重载铁路运行安全,其研究受到广泛的关注和重视.本文总结了目前轮轨疲劳损伤行为的主要研究方法,指出了模拟实验是研究轮轨疲劳损伤的一种重要手段;介绍了西南交通大学轮轨摩擦学课题组利用轮轨模拟试验机开展的系列国产轮轨材料疲劳损伤模拟实验结果,分析了影响轮轨表面疲劳裂纹损伤的关键因素,阐明了轮轨材料次表面疲劳损伤的形成与扩展规律,初步研究了低温环境对轮轨材料疲劳损伤行为的影响;最后,展望了复杂服役工况(高寒、高温、高湿、雨雪、风沙、雾霾、柳絮)下我国轮轨材料疲劳损伤研究未来需深入开展的研究内容.

关键词：轮轨疲劳损伤裂纹研究展望

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轮轨配合对重载货车轮轨磨耗的影响

机械工程学报 2016年第24期52卷 130-135页

作者：李亨利李芾西南交通大学机械工程学院成都610031 中车眉山车辆有限公司眉山620032

在中国既有线路的参数设置下,建立标准LM车轮与R60轨和R75轨配合时的轮轨接触和磨耗模型,对比研究不同轮轨配合时的磨耗性能。计算表明R75轨轮轨接触点集中分布在轨侧、轨头和轨顶三个区域,接触线不连续。在当轮对横移小于3 mm时,两种... 详细信息

在中国既有线路的参数设置下,建立标准LM车轮与R60轨和R75轨配合时的轮轨接触和磨耗模型,对比研究不同轮轨配合时的磨耗性能。计算表明R75轨轮轨接触点集中分布在轨侧、轨头和轨顶三个区域,接触线不连续。在当轮对横移小于3 mm时,两种钢轨滚动圆半径差和接触角差基本一致,轮对横移大于3 mm时,R75轨的滚动圆半径差和接触角差稍小。R75轨与LM车轮配合时,在车轮踏面和轮缘、钢轨轨顶和轨角两段圆弧的过渡段的接触斑面积和应力变化剧烈。车辆在直线上运行时,R75轨的轮轨磨耗将增大数倍,动态通过800 m半径曲线时,外轨磨耗增大约45%。轮轨配合的理论分析表明R75轨不适应我国重载运输,采用提高强度的R60轨更符合我国重载铁路的实际情况。

关键词：轮轨外形接触磨耗重载铁路货车

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轮轨横向滑动稳定性对曲线啸叫噪声的影响

振动工程学报 2012年第4期25卷 359-364页

作者：王振郑轶陈照波焦映厚山东省海洋环境监测技术重点实验室山东省科学院海洋仪器仪表研究所山东青岛266001 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

车轮相对于钢轨发生横向滑动时,轮轨接触面上的摩擦力变化会引起曲线啸叫噪声。因此首先建立了车轮的状态空间模型和轮轨接触摩擦模型,对轮轨横向接触过程采用4阶Runge-Kutta法进行了时域分析,研究了如横向滑动速度、接触力、阻尼等因... 详细信息

车轮相对于钢轨发生横向滑动时,轮轨接触面上的摩擦力变化会引起曲线啸叫噪声。因此首先建立了车轮的状态空间模型和轮轨接触摩擦模型,对轮轨横向接触过程采用4阶Runge-Kutta法进行了时域分析,研究了如横向滑动速度、接触力、阻尼等因素对滑动过程稳定性的影响,并结合实例计算进行了验证,最终得出结论:轮轨横向滑动过程出现不稳定的主要原因是接触面间摩擦系数变化引起的自激振动;当车轮阻尼大于等效阻尼临界值时会使滑动过程稳定;轮轨间的垂向刚度和阻尼会使系统不稳定频率与车轮模态频率产生偏移。

关键词：啸叫噪声自激振动状态空间模型轮轨摩擦系数

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轮轨表面水介质混合润滑数值模拟

振动与冲击 2019年第19期38卷 261-268页

作者：王骁鹏彭文昱赵新泽田红亮郤能赵美云三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

雨雪、潮湿等环境下,轮轨接触界面处于混合润滑状态,界面间的流体动压效应不可忽视,轮轨间的黏着系数降低,导致黏着力降低。根据确定的轮轨接触几何参数,建立考虑真实机械加工表面的混合润滑模型,模拟轮轨滚动接触界面水润滑状态,通过... 详细信息

雨雪、潮湿等环境下,轮轨接触界面处于混合润滑状态,界面间的流体动压效应不可忽视,轮轨间的黏着系数降低,导致黏着力降低。根据确定的轮轨接触几何参数,建立考虑真实机械加工表面的混合润滑模型,模拟轮轨滚动接触界面水润滑状态,通过对比车削加工的纵纹粗糙表面与光滑表面数值解,结果表明:在水介质存在状态下,粗糙表面接触载荷比增加会大幅提高黏着系数;列车行驶速度较快时,混合润滑状态下轮轨黏着系数较小,不利于列车安全平稳运行;轮轨接触副在混合润滑状态下接触压力小于干接触状态接触压力,有利于提高轮轨接触副使用寿命。该研究可为轮轨表面设计提供了重要的理论依据。

关键词：轮轨混合润滑粗糙表面水润滑黏着

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轮轨油污染黏着特性的研究

工程力学 2013年第4期30卷 392-396,416页

作者：吴兵温泽峰王衡禹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

运用数值算法研究了轮轨在油污染时的黏着特性。以部分弹流理论为基础借助于多重网格作为数值计算工具建立了二维轮轨在油污染状态下考虑表面粗糙度的轮轨黏着计算模型。研究了在有油污染情况下轮轨间接触压力分布以及列车运行速度和接... 详细信息

运用数值算法研究了轮轨在油污染时的黏着特性。以部分弹流理论为基础借助于多重网格作为数值计算工具建立了二维轮轨在油污染状态下考虑表面粗糙度的轮轨黏着计算模型。研究了在有油污染情况下轮轨间接触压力分布以及列车运行速度和接触压力对轮轨黏着系数的影响。给出了轮轨介质接触时的固体承载及液体动压分布。计算结果表明:随着速度的提高,黏着系数逐渐降低,最后基本上趋于稳定;随着接触压力的增大,黏着系数逐渐增大。

关键词：轮轨油污染黏着表面粗糙度数值计算

轮轨摩擦自激振动引起小半径曲线钢轨波磨的瞬态动力学

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机械工程学报 2014年第9期50卷 71-76页

作者：陈光雄钱韦吉莫继良朱旻昊西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

钢轨波磨问题一直困扰着地铁线路,对其产生机理的研究有着重要的理论和应用价值。基于轮轨摩擦自激振动引起钢轨波磨的观点,建立轮对稳态通过小半径曲线时由轮对-钢轨-轨枕组成的轮轨系统有限元弹性振动模型,在模型中假设轮轨蠕滑力饱... 详细信息

钢轨波磨问题一直困扰着地铁线路,对其产生机理的研究有着重要的理论和应用价值。基于轮轨摩擦自激振动引起钢轨波磨的观点,建立轮对稳态通过小半径曲线时由轮对-钢轨-轨枕组成的轮轨系统有限元弹性振动模型,在模型中假设轮轨蠕滑力饱和且等于法向力与摩擦因数的乘积。应用有限元软件ABAQUS分析该模型的运动稳定性,重点研究轮轨系统摩擦自激振动的瞬态动力学过程,获得了轮轨系统发生摩擦自激振动时轮轨振动和接触法向力的变化规律。结果显示内轮和内轨接触摩擦副发生严重的摩擦自激振动,并对这个摩擦自激振动引起钢轨波磨的机理进行了解释。

关键词：摩擦蠕滑力自激振动轮轨钢轨波磨