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山地城市地铁车辆弓网/轮轨系统摩擦自激振动特性研究
| 论文题名： | 山地城市地铁车辆弓网/轮轨系统摩擦自激振动特性研究 |
| 关键词： | 地铁车辆;弓网系统;轮轨系统;摩擦自激振动;山地城市 |
| 摘要： | 在中国城市轨道交通随社会经济蓬勃发展的同时，地铁系统最重要的弓网摩擦副、轮轨摩擦副的接触特性问题也备受研究者关注。先前研究工作主要集中在普通地铁线路上，针对典型山地城市地铁线路研究还较少。山地城市由于地形条件较为复杂，长大坡区段、小半径曲线段较多，导致弓网/轮轨接触关系更为复杂，经常会发生弓网离线、钢轨波磨等问题，这些问题会直接影响到列车的正常运营以及行车安全。近些年，由于山地城市新修地铁线路愈来愈多，在其运营的地铁线路弓网/轮轨系统分别出现的离线燃弧/钢轨波磨问题的频次也越来越多，困扰着无数铁路工作者。因此，如何解决山地城市地铁线路出现的离线燃弧/钢轨波磨问题，成为当前极其重要的课题。为此，本文通过对山地城市地铁线路的现场测试，基于自激振动理论分别探究山地城市地铁弓网/轮轨系统的摩擦自激振动特性，并探究山地城市弓网系统振动特性与离线燃弧，以及轮轨系统振动与钢轨波磨的关联规律。最后通过参数化分析探究关键参数对弓网/轮轨系统振动特性的影响规律，为抑制山地城市弓网/轮轨系统的摩擦自激振动控制措施提供理论支撑。 （1）基于摩擦自激振动的观点研究了山地城市地铁弓网系统离线燃弧问题的成因及影响因素。构建了山地城市弓网系统的仿真模型，利用复特征值法研究了山地城市弓网系统的摩擦自激振动特性，并分别讨论了摩擦系数、受电弓滑板材料参数、接触导线材料参数对弓网发生摩擦自激振动的影响。结果表明：受电弓与接触导线之间发生的摩擦自激振动可能会导致受电弓与接触导线之间发生离线现象，双弓系统的振动特性优于单弓系统。在特定范围内增大摩擦系数有助于缓解弓网系统的摩擦自激振动；纯铜滑板、浸金属滑板能够有效抑制弓网系统摩擦自激振动；接触导线材料对弓网系统摩擦自激振动的发生趋势的影响较小。 （2）基于摩擦自激振动的观点研究了山地城市地铁线路梯形轨枕支承小半径曲线轨道上钢轨波磨的成因及影响因素。构建了山地城市梯形轨枕支承小半径曲线轮轨系统的仿真模型，利用复特征值法研究了山地城市轮轨系统的摩擦自激振动特性，并分别讨论了缓冲材料、防震材料结构参数和扣件参数对轮轨发生摩擦自激振动的影响。结果表明：在山地城市梯形轨道支承小半径曲线轨道上，诱导该区间钢轨波磨的成因可能是轮轨间蠕滑力饱和导致的摩擦自激振动。在一定范围内增大扣件刚度和防震材料垂向阻尼有助于缓解梯形轨枕支承小半径曲线轨道上钢轨波磨。 |
| 作者： | 何志强 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 崔晓璐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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