基于輪對-鋼軌-軌枕系統(tǒng)摩擦自激振動引起的直線軌道鋼軌波磨研究.pdf

1、鋼軌波磨問題在世界各國的鐵路上都有不同程度的出現(xiàn)，各國研究人員對此問題的研究也已有一百多年的歷史，并且也提出了一些相應(yīng)的整治措施。然而，到目前為止還沒有一種受到廣泛認可的統(tǒng)一有效的鋼軌波磨整治方法。鋼軌波磨的形成和發(fā)展，不僅影響車輛和軌道結(jié)構(gòu)的使用壽命，而且嚴重的鋼軌波磨會導(dǎo)致重大脫軌事故的發(fā)生。因此，研究鋼軌波磨問題對鐵路行業(yè)的發(fā)展是有重大意義的。
　　基于輪軌之間的摩擦耦合自激振動引起鋼軌波磨的觀點，論文建立了直線軌道上的輪軌

2、系統(tǒng)摩擦耦合自激振動有限元模型。用ABAQUS軟件提供的復(fù)特征值分析方法，對該模型的運動穩(wěn)定性進行了探究，獲得了關(guān)于摩擦自激振動引起鋼軌波磨問題的一些新的認識。論文探討了摩擦系數(shù)、軸重、軌道支撐彈簧剛度和軌道支撐阻尼對鋼軌波磨的影響。計算結(jié)果表明：
　　(1)本文用有限元軟件ABAQUS分析了車輛輪對在直線軌道上承載很大牽引力或制動載荷使蠕滑力達到飽和狀態(tài)時的鋼軌波磨問題，計算預(yù)測到不穩(wěn)定振動模態(tài)的頻率在60-1200Hz范圍內(nèi)，

3、在實際鋼軌波磨的頻率范圍內(nèi)，說明本文使用的方法是可以用于鋼軌波磨的預(yù)測分析的。
　　(2)通過對不同摩擦系數(shù)情況下的系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析，表明隨著摩擦系數(shù)增大，車輪-鋼軌-軌枕系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定振動的可能性增大，即隨著摩擦系數(shù)增大出現(xiàn)鋼軌波磨的可能性也增大。
　　(3)在車軸兩端分別進行對稱加載和不對稱加載情況的復(fù)特征值分析，發(fā)現(xiàn)隨著載荷的增大會使得系統(tǒng)出現(xiàn)相應(yīng)的不穩(wěn)定自激振動的可能性增大，即在同等條件下，線路通過的車輛軸重越重，

4、越容易出現(xiàn)鋼軌波磨。
　　(4)分別從整體、垂向、橫向軌道支撐彈簧剛度三個方面分析軌道支撐彈簧剛度對車輪-鋼軌-軌枕系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。發(fā)現(xiàn)軌道支撐彈簧剛度不是越大越好也不是越小越好，在一定的載荷、軌道條件、車輪踏面等實際條件下有一個優(yōu)化值。垂向和橫向軌道支撐彈簧剛度對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響趨勢是一樣的。
　　(5)軌道支撐阻尼對系統(tǒng)不穩(wěn)定振動的抑制有很大的作用，但也不是說軌道支撐阻尼越大就越好，而是要針對不同的線路條件、不同的不穩(wěn)