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考虑塑性流动的重载铁路曲线钢轨型面演变研究
| 论文题名： | 考虑塑性流动的重载铁路曲线钢轨型面演变研究 |
| 关键词： | 重载铁路;钢轨塑性流动;型面演变;轮轨接触;仿真分析 |
| 摘要： | 随着重载运输需求、牵引重量、列车轴重以及行车密度等的不断增大，轮轨间的冲击作用加剧，钢轨损伤问题愈发严重。尤其在重载小半径曲线线路上，钢轨发生过度磨耗、塑性流动等损伤导致钢轨型面发生改变，一方面对行车安全以及行车稳定性带来危害；另一方面极大程度地缩短了钢轨的使用寿命，造成较大的经济损失。因此研究掌握重载运输线路曲线段钢轨型面演变的发展规律，获悉钢轨型面演变发展的影响因素，为铁路相关维护部门提供一定的参考是很有现实意义的。 本文对国内某条重载铁路曲线段钢轨的全寿命使用阶段进行了现场跟踪观测，在研究钢轨型面演变时进一步考虑钢轨发生的塑性流动，设立合理的钢轨型面演变评价指标，研究分析各型面指标的一般发展规律以及各型面指标发展的相关性。根据现场测试路段的实际运营条件建立相应的动力学仿真模型，对钢轨型面演变评价指标进行动力学仿真分析。最后基于现场观测获取的钢轨型面数据，进一步分析了钢轨型面演变对轮轨接触状态、车辆动力学性能的影响。得到的主要结论如下： （1）外轨型面磨耗评价指标（侧磨、垂磨、磨耗面积）在空间上呈现两头（前、后缓和曲线段）小、中间（圆曲线段）大的不均匀发展分布，越靠近圆曲线段出口位置外轨型面磨耗越发严重，在时间上外轨型面磨耗评价指标随线路累积通过总重整体上呈现明显的线性发展，但各型面磨耗指标的发展又可细划为不同发展阶段。 （2）外轨型面塑性流动评价指标（肥边位置、肥边厚度、肥边面积、肥边长度）随线路累积通过总重所呈现的发展规律存在差异。其中外轨肥边位置、肥边长度随线路累积通过总重呈现高度线性发展，而外轨肥边厚度、肥边面积随线路累积通过总重大体呈现二次多项式发展。 （3）外轨肥边位置的发展与外轨型面磨耗的发展之间存在的关联性较小，初步分析肥边位置的发展主要取决于现场运行通过车轮的磨耗情况，车轮磨耗程度越严重造成的肥边位置也就越大。 （4）外轨肥边厚度、肥边面积与外轨型面侧磨存在明显的线性关系，初步分析钢轨塑性流动与钢轨侧磨间存在耦合作用。外轨肥边在发展过程中其外形逐渐呈现二次抛物线样式，通过拟合得到其外形发展的一般公式。 （5）钢轨型面在演变过程中发生的塑性流动会在一定程度上影响轮轨接触状态，总体上钢轨型面变化程度越大，对轮轨接触、车辆动力学性能造成的影响越大。 |
| 作者： | 朱作晖 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王少锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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