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原文传递轴重及地基刚度对轮轨滑动磨损影响的试验研究

论文题名：	轴重及地基刚度对轮轨滑动磨损影响的试验研究
关键词：	高速铁路;轮轨滑动;地基刚度;轴重系数;钢轨磨损
摘要：	近年来，国家对高铁建设支持力度不断增大，高铁事业跳跃式发展，高铁建设和运营过程中，地基刚度和载重对高铁轮轨磨耗有重大影响，直接影响高铁运营寿命，所以如何取得一个合理地基刚度和合理载重非常重要。鉴于此，本文采用室内动载模拟试验机测试不同地基刚度和载重下，轮轨接触应力，磨耗量，轮轨温度和表面损伤情况。主要内容和结论如下: 　　(1)轮轨接触特性理论分析，轮轨接触现象和接触力学以及接触模型等接触特性理论分析，轮轨滑动接触理想热模型和轮轨热传导研究。　　(2)轮轨模拟试验机运动研究，模拟准则和模拟参数选择等实验机本身构造的研究。对动态模拟实验机的实用性进行评价。　　(3)测定不同厚度下胶垫的刚度，研究胶垫刚度变化规律，选取试验刚度。　　(4)在其他条件不变的情况下，研究轴重和地基刚度对轮轨接触应力，轮轨温度，磨耗量和表面损伤的影响以变化规律。　　通过对试验数据分析，得出以下结论: 　　(1)随着轴重的变大，轮子和钢轨竖向接触应力和动态荷载的变化幅值不断变大，轮子和钢轨之间的摩擦力也会变大，钢轨容易损坏。在轮子冲击频率不变时，轴重的变化对动态荷载的频率无影响。当轴重小于16t时，轮轨磨耗量随轴重变大而变大的速度很快，当轴重从16t变化到21t时，轮轨磨耗量的变大速度减慢;当轴重大于21t时，轮轨磨耗量随轴重变大而变大的速度明显变快。随着轴重的变大，钢轨磨损区域宽度不断变大，磨损区域的划沟不断增多，由于划沟的原因，在钢轨接触面上出现的沿相对滑动方向的划沟和沙砾变多，摩擦面的凸点和深坑变的密集，钢轨的磨粒和黏着磨损变重，钢轨摩擦面的磨耗变严重。　　(2)随着地基刚度的变大，轮子和钢轨法向接触力和动态荷载的振幅略有增大，轮子和钢轨间的竖向冲击也变大，钢轨的受力状况会变得更加复杂，这将加快钢轨的损坏速度，但影响程度很小。随着地基刚度的增大，钢轨摩擦温度在不断的升高，由于在地基刚度小时，单位地基刚度的增大，对于动载系数影响较大，轮轨间应力变化大，地基刚度较大时，单位地基刚度的变化引起的动载系数的变化较小，轮子和钢轨间压力变化小，当地基刚度变大到一定数值时，单位地基刚度变化引起的动载系数的变大将非常微小，可以忽略不计，所以温度升高速率在不断的降低。在一定地基刚度范围内，地基刚度和钢轨磨耗量成正相关，随着刚度变大，轮轨接触面积变化速率不断减小，局部损伤演变变慢，磨耗量增长速率在不断减小。随着模拟地基刚度的不断变大，划痕宽度不断变窄。磨损面的划沟现象变得越来越明显，由于划沟的原因，在钢轨表面产生的沿摩擦方向的沟痕和磨粒也越来越多，钢轨磨损面的损伤程度增加。
作者：	孟桐桐
专业：	道路与铁道工程
导师：	吴亚平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文