30t軸重重載鐵路軌下橡膠墊老化對輪軌動力學影響研究.pdf

1、在重載鐵路中，軌下橡膠墊是軌道結構中十分重要的彈性部件，起著減振降噪的重要作用。近些年，隨著重載貨車軸重的增加和運營速度的提高，重載鐵路的軌道結構所承受的荷載不斷增大，進而導致軌下膠墊的老化速度加快，軌道幾何狀態(tài)難以保持，對貨車運輸的安全已經構成了嚴重的威脅。針對上述出現的問題，有必要深入研究膠墊老化現象對輪軌系統(tǒng)動力學性能的影響。
　　本文基于多體系統(tǒng)動力學理論，針對以往研究中重載鐵路軌道模型過于簡化的問題，利用SIMPACK軟

2、件對其軌道模塊進行細化分層，建立了具有雙層軌道結構的30t軸重貨車輪軌動力學模型。該模型能夠分別調節(jié)軌下膠墊及道床結構的剛度和阻尼，解決了以往研究中膠墊和道床等部件的剛度和阻尼被集中的問題，使得理論研究更加符合實際。然后假定貨車的運營時速分別為60、80以及100km/h，綜合分析了軌下膠墊老化對整體系統(tǒng)動力學性能的影響。
　　研究結果表明:在不同的車速下，當膠墊剛度取值在20～300MN/m范圍內逐漸增大時，車體的橫向加速度和平

3、穩(wěn)性最大值均有微小波動;車體的垂向加速度和平穩(wěn)性最大值呈小幅度增大;輪軌橫向力和脫軌系數的變化趨勢較為相似，兩者的最大值均在小范圍內波動且無規(guī)律性可尋;輪軌垂向力的增幅較為明顯，在三種不同的速度下，其最大值的增幅依次為7.45％、9.37％和12.45％，因輪軌垂向力的增大會加速對輪軌系統(tǒng)的損傷，故應定期對其進行抽檢并及時更換老化的膠墊;鋼軌垂向位移和加速度隨著膠墊剛度的增大均明顯減小，其中膠墊剛度由20MN/m增至100MN/m時，鋼

4、軌位移的減小量就超過了60％，表明膠墊剛度對其位移的影響尤為顯著;軌枕垂向位移和加速度均增大，相比軌枕的位移，膠墊剛度對其加速度的影響更為明顯。假定膠墊剛度不變，貨車速度對車輛和軌道的動力學性能均有較大影響。由上述結果可知，軌下膠墊老化(膠墊老化后剛度常大于200MN/m)會增大輪軌垂向力和軌枕垂向位移及振動加速度，加劇輪軌間的沖擊力和磨耗以及軌下結構的振動，惡化線路條件;而線路條件的惡化又將反過來加劇輪軌間相互作用力，形成惡性循環(huán)。因