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大轴重重载铁路曲线参数对钢轨磨耗的影响分析
| 论文题名： | 大轴重重载铁路曲线参数对钢轨磨耗的影响分析 |
| 关键词： | 重载铁路;曲线参数;钢轨磨耗;仿真模型 |
| 摘要： | 随着重载铁路的发展，重载列车轴重的增加，重载铁路曲线地段钢轨磨耗更为明显。因此，如何有效控制钢轨磨耗已成为重载铁路亟待解决的问题之一。钢轨磨耗影响因素众多，其中曲线参数是重要影响因素之一。为此，本文重点研究曲线参数对钢轨磨耗的影响及规律，通过对线路曲线参数的合理设计来减小钢轨磨耗，提高钢轨使用寿命。 首先，应用车辆—线路动力学方法、非椭圆渗透接触理论、FASTSIM算法和Archard材料磨耗理论，建立了30t轴重重载铁路钢轨磨耗预测仿真模型，并利用朔黄铁路钢轨实测磨耗数据对模型合理性进行了验证。 其次，利用建立的重载铁路钢轨磨耗预测仿真模型，以钢轨的最大磨耗量、垂直磨耗和侧面磨耗为评价指标，分析了圆曲线地段曲线半径、缓和曲线长度、曲线超高、轨底坡、轮轨摩擦系数、轨道不平顺等因素对钢轨磨耗的影响。结果表明:圆曲线地段外轨磨耗主要集中在钢轨内侧和轨肩处，内轨磨耗主要集中在轨头中部;曲线半径的增大能使钢轨磨耗急剧减小，但随着曲线半径的不断增大，钢轨磨耗减小幅度和降低率变小;钢轨磨耗随着缓和曲线长度的增大而减小;曲线设置为欠超高时钢轨的磨耗量小于设置为过超高时钢轨的磨耗量，从减小钢轨磨耗方面，曲线应设置为欠超高;LM踏面与CN75钢轨匹配时，轨底坡为1/40时外轨磨耗最小;外轨磨耗随轮轨摩擦系数降低而减小，轮轨摩擦系数建议不超过0.25;良好的轨道平顺性有利于减小钢轨磨耗。 最后，利用建立的模型进一步分析了缓和曲线地段缓和曲线长度、超高顺坡率、轨底坡、轮轨摩擦系数、轨道不平顺等因素对钢轨磨耗的影响。分析结果表明:缓和曲线地段外轨磨耗主要集中在钢轨轨肩处，内轨磨耗主要集中在轨头中部;外轨磨耗量随着缓和曲线长度的增加而减小，但相对于圆曲线地段，缓和曲线长度对缓和曲线地段外轨磨耗的影响较小;外轨磨耗量随着超高顺坡率的增加而增加;LM踏面与CN75钢轨匹配时，外轨采用1/20的轨底坡，内轨采用1/30的轨底坡;外轨磨耗量随着摩擦系数的减小而降低，为减小钢轨磨耗，轮轨摩擦系数建议不超过0.15;良好的轨道平顺性有利于降低钢轨磨耗。 |
| 作者： | 刘瑶 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 曾勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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