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地铁车辆车轮踏面滚动圆附近磨耗相关问题研究
| 论文题名： | 地铁车辆车轮踏面滚动圆附近磨耗相关问题研究 |
| 关键词： | 地铁车辆;转向架;Archard模型;踏面磨耗;动力学性能 |
| 摘要： | 地铁作为一种公共交通工具由于其具有节约能源、运量大、速度快、采用地下隧道不占用城市土地和空间等方面的特点在人口密度较高的城市具备极大的适用性。因此从上世纪50年代开始世界各国掀起了兴建地铁的热潮。但是随着地铁运营里程的不断增加以及运营速度的不断提高，车轮踏面磨耗广泛存在于地铁现场，车轮踏面的非正常磨耗对于地铁的正常运行具有极大的危害，并直接影响车辆系统动力学性能如行车平稳性、安全性和稳定性，同时由于车轮镟修等原因将增加维修工作量以及运营成本。车轮磨耗是地铁车辆研究的重点也是难点，掌握地铁车辆的磨耗规律对于提高车辆长期运行的可靠性、保证运行安全、降低运营成本具有十分重要的意义。 本论文的主要工作如下: 建立一个由一个车体、两个转向架构架以及四个轮对、8个轴箱共计15个刚体所组成，包含50个自由度的非线性地铁车辆动力学模型。 研究国内某地铁线路上，地铁车辆在不同半径曲线线路上（包含直线）运行相同距离后(10km)各位车轮的磨耗深度，以及磨耗位置。从线路设置角度探讨产生滚动圆附近磨耗的原因。计算了在不同磨耗深度下，车辆在该线路上往返一次所产生的磨耗量，分析地铁车辆在该线路上运行产生踏面磨耗的过程，并与线路实测数据进行对比，发现磨耗深度与磨耗位置均与实测结果基本一致。分析不同磨耗宽度内磨耗深度对车辆动力学的影响，动力学分析结果表明:随着磨耗深度的增大，车轮的等效锥度增大，导致车辆系统的稳定性降低，平稳性也随之有所变差。所以当磨耗深度达到一定程度后为了满足车辆对平稳性和稳定性要求，应考虑适当降低运行速度或者打磨镟轮。 讨论相关关键参数对车轮踏面磨耗的影响，包括车轮硬度、轴距、转臂纵向刚度、转臂横向刚度、一系钢簧垂向刚度、一系钢簧横向刚度、抗侧滚扭杆刚度、轴距。结果表明，车轮踏面磨耗随着车轮硬度的增加而降低，随着转臂纵向及横向刚度的增加而变大;一系钢簧垂向、横向刚度对于轮轨磨耗的影响较小，且主要表现在直线线路上，直线上各车轮踏面磨耗深度随一系钢簧垂向、横向刚度的增大而略有增大;曲线线路上随着轴距增大，车轮踏面磨耗深度也相应增加，但是直线线路上磨耗规律并不明显。 |
| 作者： | 周英雄 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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