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钢轨综合摩擦管理策略对轮轨磨耗的影响研究
| 论文题名： | 钢轨综合摩擦管理策略对轮轨磨耗的影响研究 |
| 关键词： | 重载铁路;轮轨磨耗;轮轨润滑;摩擦管理 |
| 摘要： | 在我国铁路跨越式发展中，高速与重载是铁路运输的重要发展方向，进入21世纪以来，我国重载运输技术取得了突破性进展，然而伴随着列车运行速度的提高及载运重量的加大，轮轨磨耗问题日益严重，轮轨磨耗已经成为重载货运铁路发展过程中的关键性问题。 通过研究轮轨磨耗的形成机理，发现解决既有线路轮轨磨耗问题普遍采用钢轨打磨和轮轨润滑（摩擦管理）作业两种方法，高速铁路以预防性打磨与廓型打磨为主，而对重载铁路而言，轮轨润滑是解决轮轨磨耗问题的重要手段。本文主要研究如何通过合理的钢轨综合摩擦管理策略有效解决轮轨磨耗问题而不影响列车的平稳、安全运行。所谓钢轨综合摩擦管理策略，是指“选择合适的钢轨综合摩擦控制方法”，配以“可行的钢轨摩擦控制剂或润滑剂”并配合“相应的钢轨摩擦控制装置”三项内容，而选用“合适的钢轨综合摩擦控制方法”是钢轨综合摩擦控制策略实施与研究的重点。 为系统评定钢轨综合摩擦管理措施对轮轨系统安全性、平稳性和磨耗性的影响，采用线性加权的多目标优化方法对其进行评估，安全性指标选用脱轨系数和轮重减载率，并修正两者在变摩擦系数工况下的评定准则，平稳性指标采用车体加速度值，磨耗性指标则选用Elkins磨耗指数、摩擦功率、轮轨横向力、轮轴横向力及轮对冲角5项指标。 采用SIMPACK多体动力学软件建立C80-ZK6的车辆-轨道动力学模型，针对不同的钢轨摩擦管理策略进行计算机仿真，分析不同模式的摩擦管理方式下车辆模型分别在直线与曲线区段上的动力学响应。在直线上针对轨顶摩擦管理、轨侧摩擦管理及全廓面同步摩擦管理模式进行仿真，而在曲线上则针对“内、外轨对称的摩擦管理”和“内、外轨非对称的摩擦管理”两种状态分别进行仿真研究，而两种摩擦管理状态同时包括轨顶摩擦管理、轨侧摩擦管理及全廓面同步摩擦管理三大类摩擦管理模式。 由多目标优化结果得出，对普通直线线路采用摩擦管理措施时，建议仅对轨侧进行摩擦管理，必要时可对钢轨轨项进行摩擦管理;对于普通曲线线路采用摩擦管理措施时，建议采用内、外轨非对称的全廓面钢轨综合摩擦管理。一般地，建议直线区段轨侧摩擦系数取值为0.15,轨顶摩擦系数可取0.2～0.35;而对于曲线区段则建议外轨轨顶摩擦系数为0.35,内轨轨顶为0.2,对于钢轨内侧保证摩擦系数小于0.15的水平即可。 |
| 作者： | 李磊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李芾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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