重载铁路钢轨侧磨预测及减缓措施研究
发布时间：2022-12-24 13:01
重载运输是长距离货物运输方式调整的必然趋势,是增强运输效率的最佳措施,是我国铁路实现跨越式发展的重要标志[1]。受地形等因素的限制,我国重载铁路线路小半径曲线众多。众多的小半径曲线会加剧轮轨间的相互作用,使得轮轨磨耗问题尤为突出。而根据相关的资料表明,我国重载铁路小半径曲线上的外侧钢轨大概有98%是由于侧面磨耗超过规范设定的标准而报废的。基于此,本文将建立能够可靠预测钢轨侧磨发展的预测模型,基于该模型预测出不同的轨道参数以及运营条件等一些影响因素对钢轨侧磨发展的影响,绘制出钢轨侧磨发展曲线图,以求通过合理的参数设计来寻找能减缓钢轨侧磨发展的措施,研究成果将为相关部门维护铁路正常运营提供理论依据和参考,对延长钢轨服役时间,降低重载运输成本,提高重载运输效率,具有十分重要的现实意义。本文在总结了国内外学者关于钢轨磨耗的预测模型及方法和提出的一些减缓钢轨磨耗发展的措施基础上,针对重载货车在运营过程中凸显出的有关钢轨侧磨问题,对既有重载铁路线路进行了实测,获得了大量的数据,基于非椭圆轮轨接触理论以及改进的Archard材料磨损模型提出并建立了货车-轨道耦合动力学模型,应用...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外钢轨磨耗研究现状
1.2.1 国外钢轨磨耗的研究现状
1.2.2 国内钢轨磨耗的研究现状
1.2.3 钢轨侧磨研究中的不足
1.3 主要研究内容
第二章 轮轨接触理论
2.1 轮轨接触参数
2.2 两点接触及接触点的计算
2.3 轮轨法向接触
2.3.1 赫兹接触理论
2.3.2 三维非赫兹接触理论
2.3.3 非椭圆接触理论
2.4 轮轨切向接触
2.4.1 Kalker线性蠕滑理论
2.4.2 Kalker简化理论
2.5 本章小结
第三章 重载铁路钢轨侧磨预测仿真模型
3.1 重载货车和轨道模型
3.1.1 UM多体动力学仿真软件
3.1.2 重载货车模型
3.1.3 轨道模型
3.2 材料磨损模型
3.2.1 Specht模型
3.2.2 VNIIZhT-1 模型
3.2.3 Archard材料磨损模型
3.3 货车-轨道耦合动力学模型
3.3.1 建模原则
3.3.2 重载货车-轨道耦合动力学模型
3.4 本章小结
第四章 钢轨侧磨现场测试以及模型验证
4.1 测试段概述
4.2 实测钢轨型面的获取
4.2.1 测试方法
4.2.2 钢轨侧磨计算原理
4.2.3 钢轨侧磨分析
4.3 模型验证
4.3.1 侧磨发展规律的验证
4.3.2 型面演变过程的验证
4.4 本章小结
第五章 钢轨侧磨的影响因素及减缓措施研究
5.1 轨道参数
5.1.1 轨距
5.1.2 轨底坡
5.1.3 超高
5.2 运营条件
5.2.1 曲线半径
5.2.2 摩擦系数
5.3 钢轨侧磨减缓措施分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本文主要研究工作回顾
6.2 研究展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]非椭圆接触下地铁小半径曲线外轨全寿命侧磨发展规律[J]. 王少锋,冯青松,罗信伟,刘庆杰,雷晓燕. 中国铁道科学. 2019(01)
[2]钢轨磨耗演变预测模型研究[J]. 孙宇,翟婉明. 铁道学报. 2017(08)
[3]钢轨磨耗预测模型及其算法的优化[J]. 许玉德,魏恺,孙小辉,陈睿颖. 中国铁道科学. 2016(04)
[4]基于多车精细建模的曲线地段重载列车-轨道系统动力性能研究[J]. 高亮,王璞,蔡小培,叶军. 振动与冲击. 2014(22)
[5]重载铁路钢轨磨耗演变过程的数值模拟[J]. 王璞,高亮,蔡小培. 铁道学报. 2014(10)
[6]重载铁路不同磨耗阶段车轮与曲线钢轨的接触分析[J]. 张铁,张军,盛友艺,孙传喜. 机械工程学报. 2014(18)
[7]30t轴重重载铁路轨道刚度研究[J]. 李子睿,李炜红,司道林,刘海涛,王敏. 铁道建筑. 2014(06)
[8]基于模式搜索法高精度矫正钢轨磨耗测量的定位偏差[J]. 向文明,沈钢. 华东交通大学学报. 2014(03)
[9]重载铁路轮轨磨耗及其对安全运行的影响[J]. 熊嘉阳,邓永权,曹亚博,李立,金学松. 西南交通大学学报. 2014(02)
[10]微镜头[J]. 物流技术. 2014(04)
博士论文
[1]基于蠕滑机理的重载货车车轮磨耗研究[D]. 丁军君.西南交通大学 2012
硕士论文
[1]重载铁路钢轨磨耗预测研究[D]. 张晴.西南交通大学 2017
[2]大轴重重载铁路曲线参数对钢轨磨耗的影响分析[D]. 刘瑶.西南交通大学 2017
[3]重载货车轮轨磨耗影响因素分析[D]. 耿大赢.西南交通大学 2015
[4]轨顶摩擦改进剂对重载铁路能耗的影响研究[D]. 姚雪松.西南交通大学 2015
[5]重载铁路曲线参数对钢轨磨耗的影响分析[D]. 陈希.石家庄铁道大学 2015
[6]重载铁路曲线段轮轨磨耗影响因素分析[D]. 杜伟.西南交通大学 2012
[7]铁路列车轮轨型面优化研究[D]. 崔大宾.西南交通大学 2009
[8]道岔转辙器部分轮轨接触应力分析[D]. 胡秋华.西南交通大学 2007
[9]曲线钢轨侧面磨耗的形成机理及减缓措施[D]. 高长宇.西南交通大学 2003
本文编号：3726192
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外钢轨磨耗研究现状
1.2.1 国外钢轨磨耗的研究现状
1.2.2 国内钢轨磨耗的研究现状
1.2.3 钢轨侧磨研究中的不足
1.3 主要研究内容
第二章 轮轨接触理论
2.1 轮轨接触参数
2.2 两点接触及接触点的计算
2.3 轮轨法向接触
2.3.1 赫兹接触理论
2.3.2 三维非赫兹接触理论
2.3.3 非椭圆接触理论
2.4 轮轨切向接触
2.4.1 Kalker线性蠕滑理论
2.4.2 Kalker简化理论
2.5 本章小结
第三章 重载铁路钢轨侧磨预测仿真模型
3.1 重载货车和轨道模型
3.1.1 UM多体动力学仿真软件
3.1.2 重载货车模型
3.1.3 轨道模型
3.2 材料磨损模型
3.2.1 Specht模型
3.2.2 VNIIZhT-1 模型
3.2.3 Archard材料磨损模型
3.3 货车-轨道耦合动力学模型
3.3.1 建模原则
3.3.2 重载货车-轨道耦合动力学模型
3.4 本章小结
第四章 钢轨侧磨现场测试以及模型验证
4.1 测试段概述
4.2 实测钢轨型面的获取
4.2.1 测试方法
4.2.2 钢轨侧磨计算原理
4.2.3 钢轨侧磨分析
4.3 模型验证
4.3.1 侧磨发展规律的验证
4.3.2 型面演变过程的验证
4.4 本章小结
第五章 钢轨侧磨的影响因素及减缓措施研究
5.1 轨道参数
5.1.1 轨距
5.1.2 轨底坡
5.1.3 超高
5.2 运营条件
5.2.1 曲线半径
5.2.2 摩擦系数
5.3 钢轨侧磨减缓措施分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 本文主要研究工作回顾
6.2 研究展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]非椭圆接触下地铁小半径曲线外轨全寿命侧磨发展规律[J]. 王少锋,冯青松,罗信伟,刘庆杰,雷晓燕. 中国铁道科学. 2019(01)
[2]钢轨磨耗演变预测模型研究[J]. 孙宇,翟婉明. 铁道学报. 2017(08)
[3]钢轨磨耗预测模型及其算法的优化[J]. 许玉德,魏恺,孙小辉,陈睿颖. 中国铁道科学. 2016(04)
[4]基于多车精细建模的曲线地段重载列车-轨道系统动力性能研究[J]. 高亮,王璞,蔡小培,叶军. 振动与冲击. 2014(22)
[5]重载铁路钢轨磨耗演变过程的数值模拟[J]. 王璞,高亮,蔡小培. 铁道学报. 2014(10)
[6]重载铁路不同磨耗阶段车轮与曲线钢轨的接触分析[J]. 张铁,张军,盛友艺,孙传喜. 机械工程学报. 2014(18)
[7]30t轴重重载铁路轨道刚度研究[J]. 李子睿,李炜红,司道林,刘海涛,王敏. 铁道建筑. 2014(06)
[8]基于模式搜索法高精度矫正钢轨磨耗测量的定位偏差[J]. 向文明,沈钢. 华东交通大学学报. 2014(03)
[9]重载铁路轮轨磨耗及其对安全运行的影响[J]. 熊嘉阳,邓永权,曹亚博,李立,金学松. 西南交通大学学报. 2014(02)
[10]微镜头[J]. 物流技术. 2014(04)
博士论文
[1]基于蠕滑机理的重载货车车轮磨耗研究[D]. 丁军君.西南交通大学 2012
硕士论文
[1]重载铁路钢轨磨耗预测研究[D]. 张晴.西南交通大学 2017
[2]大轴重重载铁路曲线参数对钢轨磨耗的影响分析[D]. 刘瑶.西南交通大学 2017
[3]重载货车轮轨磨耗影响因素分析[D]. 耿大赢.西南交通大学 2015
[4]轨顶摩擦改进剂对重载铁路能耗的影响研究[D]. 姚雪松.西南交通大学 2015
[5]重载铁路曲线参数对钢轨磨耗的影响分析[D]. 陈希.石家庄铁道大学 2015
[6]重载铁路曲线段轮轨磨耗影响因素分析[D]. 杜伟.西南交通大学 2012
[7]铁路列车轮轨型面优化研究[D]. 崔大宾.西南交通大学 2009
[8]道岔转辙器部分轮轨接触应力分析[D]. 胡秋华.西南交通大学 2007
[9]曲线钢轨侧面磨耗的形成机理及减缓措施[D]. 高长宇.西南交通大学 2003
本文编号：3726192
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3726192.html
