40t軸重貨車車輪熱負(fù)荷性能研究.pdf

1、隨著科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，中國(guó)鐵路貨運(yùn)列車正逐步向重載化時(shí)代邁進(jìn)。作為地廣物博的鐵路大國(guó)之一，我國(guó)鐵礦、煤礦等大宗貨物必須依靠鐵路運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行流通。經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)拉動(dòng)了貨運(yùn)量的猛增，倘若運(yùn)能不足則不能滿足貨運(yùn)量增長(zhǎng)的需求。發(fā)展重載運(yùn)輸可以有效彌補(bǔ)運(yùn)能不足的缺陷，同時(shí)又能降低運(yùn)輸成本、提高生產(chǎn)效率，其創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和效益已是有目共睹。目前，我國(guó)通用貨車的軸重為23t，重載專用貨車的軸重也僅為25t，自主研發(fā)的大軸重貨車已出口到其他國(guó)

2、家，其中，包括出口到澳大利亞的40t軸重礦石敞車。因受到機(jī)車車輛、軌道線路等相關(guān)設(shè)施的限制，40t軸重貨車還未能在我國(guó)既有線路上運(yùn)行，有關(guān)部門正在對(duì)其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。
　　 貨車軸重大幅度提高，必然導(dǎo)致輪軌作用力和輪軌磨耗加劇，制動(dòng)時(shí)車輪所承受的摩擦熱負(fù)荷惡化，這對(duì)軌道線路、車輛部件及其裝備的使用壽命有嚴(yán)重的影響，對(duì)列車的運(yùn)行品質(zhì)和安全性能亦是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。若這些問(wèn)題能得以解決，必然有利于鐵道車輛綜合性能的全面提升。因此，本文以

3、40t軸重礦石敞車為參照對(duì)象，就40t軸重貨車在踏面制動(dòng)時(shí)，車輪熱負(fù)荷的變化狀態(tài)及熱負(fù)荷對(duì)車輪強(qiáng)度的影響情況進(jìn)行了探索分析。
　　 首先，本文根據(jù)我國(guó)正在研制的40t軸重貨車的相關(guān)參數(shù)建立了該車動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型并對(duì)其動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了計(jì)算分析，得到了其直線及曲線動(dòng)力學(xué)性能隨速度的變化趨勢(shì)，該分析結(jié)果顯示，40t軸重貨車合理的最大商業(yè)運(yùn)行速度以不超過(guò)80km/h為宜。
　　 在確定了40t軸重貨車合理的運(yùn)行速度之后，進(jìn)而對(duì)其車

4、輪熱負(fù)荷進(jìn)行了分析。本文分析了緊急、坡道兩種制動(dòng)條件下車輪溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)的變化狀態(tài)。結(jié)果顯示，兩種條件下溫度場(chǎng)的變化趨勢(shì)各不相同，熱應(yīng)力場(chǎng)始終隨溫度梯度的變化而變化，車輪踏面是高溫地帶，踏面和輻板都極易出現(xiàn)高水平的熱應(yīng)力，不同的薄弱位置其三向應(yīng)力的波動(dòng)情況也不相同。本文還就四種載荷工況下熱載荷對(duì)車輪靜強(qiáng)度的影響情況進(jìn)行了深入研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新車輪的靜強(qiáng)度均滿足相關(guān)規(guī)定，而磨耗到限車輪由于輪輞較薄，緊急制動(dòng)某些工況的靜強(qiáng)度已經(jīng)不滿足

5、相關(guān)規(guī)定;在此基礎(chǔ)上，本文又進(jìn)一步分析了踏面及輻板兩側(cè)不同位置靜強(qiáng)度的變化狀態(tài)，得到了熱載荷對(duì)不同位置的影響情況。最后，對(duì)熱載荷和機(jī)械載荷綜合影響下的車輪疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了評(píng)定，分析發(fā)現(xiàn)，新車輪的疲勞強(qiáng)度滿足要求，而磨耗到限車輪輻板某些部位的疲勞強(qiáng)度已經(jīng)超過(guò)了相關(guān)要求。
　　 本文對(duì)40t軸重貨車的動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了基礎(chǔ)性計(jì)算分析，就制動(dòng)熱負(fù)荷對(duì)40t軸重貨車車輪的影響做了深入的研究，為40t軸重貨車在我國(guó)的實(shí)踐運(yùn)用提供了有益的參考。