不同溫濕度對高速列車車輪磨耗的影響分析.pdf

1、現如今，隨著經濟的飛速發(fā)展，鐵路在我國經濟建設和社會發(fā)展中扮演著極其關鍵的角色。車輪和鋼軌是高速鐵路周轉率高、價格昂貴的易耗件，對運行成本有很大影響。外界環(huán)境溫濕度是摩擦系數的影響因素之一，其變化會對輪軌磨耗產生重要的影響，由于我國地域遼闊，不同地區(qū)空氣溫濕度有著顯著差異，因此我國鐵路所服役的大氣溫濕度環(huán)境非常復雜，研究溫濕度對高速列車輪軌磨耗的影響對保證列車的安全運行、保障我國鐵路網的全天候正常運營有著深遠的意義。
　　基于He

2、rtz輪軌滾動接觸理論、mixed Lagrangian-Eulerian法輪軌滾動接觸理論、Archard磨耗模型、Zobory磨耗模型及最小二乘法，推導得出考慮溫濕度影響的摩擦系數預測理論和考慮溫濕度影響的磨耗預測理論。隨后將現場監(jiān)測得到的南昌鐵路局動車段車輪磨耗數據，與對應的基于溫濕度影響的磨耗預測理論建立得到的模型預測數據進行對比，分析考慮溫濕度影響的磨耗預測理論可行性。結果表明：現場監(jiān)測數據與模型預測數據之間的相關系數為0.9

3、02，說明二者相關性和顯著性均較好，故溫濕度影響的磨耗預測理論可行性較好。
　　參考CRH2車輪LMa型面以及CHN60標準鋼軌的真實幾何尺寸，通過mixed Lagrangian/Eulerian方法建立高速輪軌滾動接觸穩(wěn)態(tài)有限元模型，基于考慮溫濕度影響的摩擦系數預測理論和考慮溫濕度影響的摩擦系數預測理論磨耗預測理論，預測并分析LMa型面在不同溫濕度條件下接觸特性及磨耗特性。結果表明：隨著外界溫濕度的增加，車輪踏面接觸斑內的縱向

4、蠕滑力、橫向蠕滑力、縱向蠕滑率最大值、橫向蠕滑率最大值、磨耗深度最大值均呈現減小的趨勢；當外界溫濕度從（-10℃，55%）上升到（40℃，95%）的過程中，車輪踏面接觸斑內的縱向蠕滑力、橫向蠕滑力、縱向蠕滑率最大值、橫向蠕滑率最大值、磨耗深度最大值分別減小47.98%、66.84%、40.68%、46.05%、81.04%。
　　基于考慮溫濕度影響的磨耗預測理論，對XP55、S1002以及LMa車輪型面進行表面接觸特性及磨耗特性分

5、析，優(yōu)選出最適合濕熱地區(qū)高速列車車輪型面，控制濕熱地區(qū)高速列車車輪磨耗。結果表明：雖然XP55車輪型面車輪對中性能、牽引性能均最好，但是耐磨性最差，易發(fā)生磨耗；同時，S1002車輪型面磨耗較小，但是與CHN60軌匹配性能、力學性能及牽引性能均較差；LMa車輪型面牽引性能、力學性能及輪對恢復對中性能雖然小于XP55車輪型面，但仍大于S1002車輪型面，同時，磨耗深度偏小，說明該型面耐磨性能雖然小于S1002車輪型面，但仍大于XP55車輪型