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基于有限元法的轮轨蠕滑理论研究
| 论文题名： | 基于有限元法的轮轨蠕滑理论研究 |
| 关键词： | 轮轨关系;轮轨接触力;有限元法;参数二次规划法;多重子结构;弹性/弹塑性接触;锥形踏面;磨耗形踏面;接触状态;轮轨应力;蠕滑力/率 |
| 摘要： | 轮轨关系是机车车辆、轨道系统中最基本、最复杂的一个问题,属于三维滚动摩擦接触问题.以Kalker为代表的国内外专家学者为轮轨滚动接触理论的发展做出了巨大的贡献,但他们的理论至今未突破Hertz接触条件和弹性半空间假设,无法对复杂的轮轨作用问题作进一步的研究.大量的工程应用已充分证明有限元参数二次规划法是解决空间接触问题的一种先进的、行之有效的方法.该文采用基于参变量变分原理的有限元参数二次规划法,并结合多重子结构技术分析求解轮轨三维弹性和弹塑性接触问题,按照轮轨实际几何关系建立了真正的三维模型,完全避免了传统的解析或半解析法中的Hertz假设和弹性半空间假设.该文建立了锥形踏面、磨耗形踏面的机车和车辆车轮分别与标准轨道相接触的三维有限元计算模型,模型还考虑了轨枕和部分道床的弹性作用.在大量弹性接触计算的基础上,又进行了大量弹塑性接触计算,得到了大量的轮轨接触力、接触状态及轮轨应力的数据.通过对计算结果的详细分析,得出了一系列机车车辆结构和运用参数对轮轨接触性能影响的规律.该文建立了车轮轮缘贴靠钢轨形成的轮轨两点接触(对锥形踏面)和共形接触(对磨耗形踏面)的计算模型,对不同的牵引力矩、不同的横向力作用下的轮轨接触力、接触状态和轮轨应力分布进行了详细的分析,得出了轮轨间横向力增大会降低机车粘着性能等一系列重要结论. |
| 作者： | 张军 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 刘迎曦;吴昌华 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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