CRH5型動(dòng)車(chē)組輪軌磨損及疲勞性能研究.pdf

1、鐵路自出現(xiàn)至今已有數(shù)百年歷史，列車(chē)作為鐵路系統(tǒng)中的重要組成部分，從早期的蒸汽機(jī)車(chē)發(fā)展到如今的電力動(dòng)車(chē)組列車(chē)，速度越來(lái)越快，運(yùn)輸能力越來(lái)越強(qiáng)，在國(guó)民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著越來(lái)越重要的作用。磨損，做為一個(gè)幾乎無(wú)處不在的現(xiàn)象，在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中自然不可避免，尤其是在輪軌滾動(dòng)接觸摩擦過(guò)程中，磨損現(xiàn)象十分嚴(yán)重。如何防止磨損導(dǎo)致的故障，一直以來(lái)是鐵路研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　輪軌間的磨損不僅會(huì)縮短列車(chē)的使用壽命，更會(huì)對(duì)列車(chē)的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重

2、的影響。磨損區(qū)域應(yīng)力集中嚴(yán)重，是車(chē)輪踏面裂紋萌生的主要區(qū)域，如果裂紋未被發(fā)現(xiàn)而繼續(xù)擴(kuò)展，最終可能導(dǎo)致車(chē)輪斷裂，造成嚴(yán)重后果。另外，磨損嚴(yán)重影響踏面的連續(xù)性和光滑程度，從而影響列車(chē)行駛的平穩(wěn)性和舒適程度，通過(guò)鏇修和更換車(chē)輪，可以緩解磨損的影響，但同時(shí)提高了列車(chē)的運(yùn)營(yíng)成本。所以無(wú)論從安全角度還是經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō)，研究車(chē)輪的磨損規(guī)律，都是十分必要的。
　　ALE(arbitrary lagrangian eularian)方法是有限元分析中

3、的一項(xiàng)十分重要的分析手段，有別于固固分析中常用的拉格朗日法，ALE方法可使網(wǎng)格和材料實(shí)現(xiàn)分離，材料可以脫離網(wǎng)格沿流線(xiàn)流動(dòng)，使用歐拉法描述剛體運(yùn)動(dòng)，使用拉格朗日法描述相互作用下的變形，可大大減少模型的網(wǎng)格數(shù)量，提高計(jì)算效率，特別適合于穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)問(wèn)題的分析。
　　本文使用有限元ALE方法研究車(chē)輪輪軌間的磨損，通過(guò)有限元建模，Abaqus靜態(tài)分析以及穩(wěn)態(tài)分析，并使用Archards磨損模型來(lái)研究CRH5型動(dòng)車(chē)組車(chē)輪的磨損規(guī)律，得到了車(chē)輪踏