鐵道車輛輪對(duì)摩擦定位特性研究.pdf

1、我國(guó)鐵路自1997年起至今共進(jìn)行了六次客運(yùn)列車大提速，目前動(dòng)車組客運(yùn)速度已經(jīng)達(dá)到了250km/h，貨運(yùn)速度擬提高到160km/h，以實(shí)現(xiàn)客運(yùn)和貨運(yùn)速度的合理匹配，提高鐵路運(yùn)輸?shù)恼w經(jīng)濟(jì)效益。因此隨著客運(yùn)提速逐漸成熟完善，貨車提速已成為鐵路一項(xiàng)非常迫切的任務(wù)。 由于客運(yùn)車輛和貨運(yùn)車輛的運(yùn)輸對(duì)象不同，兩者對(duì)運(yùn)輸速度、車輛保有量、安全性、制造維護(hù)成本、檢修成本等要求存在很大差別，這些差別在車體和轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)思想中充分體現(xiàn)出來。其中轉(zhuǎn)向架

2、方面一項(xiàng)重要的不同是輪對(duì)定位方式，客車轉(zhuǎn)向架均采用彈簧-阻尼形式的彈性定位，具有適當(dāng)?shù)囊幌奠o撓度，以改善乘坐舒適度，同時(shí)又能適應(yīng)較大的空重車變化，而絕大多數(shù)貨車轉(zhuǎn)向架為三大件轉(zhuǎn)向架，輪對(duì)采用摩擦定位，不存在一系靜撓度，以適應(yīng)特別大的空重車差別。很多教材和論文都對(duì)彈性定位輪對(duì)的特性進(jìn)行了深入研究，由于摩擦問題本身的復(fù)雜性及強(qiáng)非線性特性，對(duì)摩擦定位輪對(duì)特性及其與彈性定位輪對(duì)的對(duì)比研究較少，本論文主要針對(duì)這一問題進(jìn)行研究。 論文結(jié)合摩

3、擦學(xué)理論，以靜摩擦力和摩擦-速度連續(xù)梯度特性分析模型為基礎(chǔ)，歸納總結(jié)摩擦力與摩擦體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度之間的關(guān)系與特點(diǎn)，討論了摩擦力的Stribeck曲線和干摩擦阻尼在輪對(duì)摩擦定位中的作用。 論文建立了摩擦定位6自由度單輪對(duì)分析模型，用Kalker簡(jiǎn)化理論求解輪軌蠕滑力，用跡線法計(jì)算輪軌接觸幾何關(guān)系，用單邊彈簧阻尼力元法計(jì)算輪軌法向力。用二維摩擦副原理結(jié)合導(dǎo)框式摩擦定位具體結(jié)構(gòu)，運(yùn)用動(dòng)力學(xué)仿真模型研究直線段輪對(duì)的動(dòng)力學(xué)行為，并與彈性定位

4、輪對(duì)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，摩擦定位輪對(duì)在橫向收斂性、脫軌系數(shù)、縱向和橫向振動(dòng)、輪軌作用力和輪軌磨耗的變化規(guī)律都與彈性定位輪對(duì)有較大的區(qū)別。 通過變參數(shù)計(jì)算，本文分析了摩擦定位各參數(shù)對(duì)輪對(duì)動(dòng)力學(xué)特性的影響，如承載鞍與側(cè)架之間的摩擦系數(shù)、橫向及縱向定位間隙、軸重等等。結(jié)果表明，這些定位參數(shù)對(duì)輪對(duì)各項(xiàng)相關(guān)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的影響較為明顯，都存在最優(yōu)的取值范圍。 通過本文的研究工作，希望能為我國(guó)鐵道貨車的提速工作有所貢獻(xiàn)，為