车轮磨耗对六轴重载机车动力学性能影响研究
发布时间：2023-01-11 06:16
随着我国经济的不断发展,货物运输量逐年提高,重载运输已经成为我国货运铁路发展的重要方向,其中,重载机车是重载运输的主要牵引装备,大轴重、大功率重载机车是未来的发展趋势,但轴重的增加会恶化轮轨间作用关系,加剧车轮和钢轨磨耗,大大增加了运营成本。特别是,六轴机车具有轴距长的特点,其通过曲线时的动力学行为更加复杂。从动力学角度分析车轮磨耗对重载机车运行性能的影响,对于了解车轮磨耗状态下轮轨接触特征、确保机车的运动稳定性和曲线通过安全性,乃至合理制定车轮镟修标准具有重要意义。本文基于六轴重载机车转向架的结构特点,以铁道车辆动力学和多刚体动力学为理论依据,建立重载机车动力学分析模型,模型中充分考虑了端轴和中间轴的自由横动量差异及悬挂系统的非线性特性;以线路上正常服役的HXD六轴机车为研究对象,通过现场测量获取0~9万km的车轮型面数据,分析车轮磨耗规律,研究不同磨耗阶段踏面的轮轨静态接触几何,计算分析车轮磨耗对机车运动稳定性、动态曲线通过性能及在不同钢轨上的适应性等方面的影响。最后,考虑未来发展,对30 t轴重重载机车发生类似车轮磨耗时的稳定性、平稳性及运行安全性进行评估。结果表明,车轮踏面磨耗...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 车轮踏面磨耗演变及其对车辆动力学影响研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要工作
第二章 重载机车动力学分析模型及动力学性能评价标准
2.1 建模前处理
2.2 机车动力学模型
2.2.1 轮对模型的建立
2.2.2 转向架模型的建立
2.2.3 整车模型的建立
2.2.4 轨道激励
2.3 重载机车动力学性能评价标准
2.3.1 平稳性
2.3.2 动态作用性能
2.3.3 安全性
2.4 本章小结
第三章 车轮踏面磨耗演变分析及轮轨静态接触几何
3.1 重载机车车轮踏面数据测量与处理
3.2 踏面磨耗分析
3.3 不同磨耗阶段踏面的静态接触几何比较
3.3.1 与标准钢轨匹配
3.3.2 与磨耗钢轨匹配
3.4 本章小结
第四章 车轮磨耗对重载机车直线运行性能的影响
4.1 蛇行运动稳定性分析
4.2 平稳性分析
4.2.1 平稳性指标
4.2.2 车体振动加速度
4.3 动态作用性能分析
4.3.1 轮轨横向力
4.3.2 轮轴横向力
4.3.3 轮轨垂向力
4.4 安全性分析
4.4.1 脱轨系数
4.4.2 轮重减载率
4.5 轮轨动态接触分析
4.5.1 轮轨磨耗功率
4.5.2 轮轨接触面积
4.5.3 动态接触点位置
4.6 本章小结
第五章 车轮磨耗对重载机车曲线通过性能影响分析
5.1 曲线线路设置
5.2 动态曲线通过基本特征
5.3 曲线通过性能分析
5.3.1 通过400 m半径曲线线路动力学性能分析
5.3.2 不同曲线线路适应性分析
5.4 磨耗钢轨状态下曲线通过性能分析
5.5 标准钢轨、磨耗钢轨曲线通过性能比较
5.6 本章小节
第六章 30t轴重重载机车动力学性能评估
6.1 蛇形运动稳定性评估
6.2 平稳性评估
6.3 轮轨动态作用性能及安全性评估
6.3.1 直线轮轨动态作用性能及安全性评估
6.3.2 曲线轮轨动态作用性能及安全性评估
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]改革开放40年中国重载铁路的发展[J]. 刘建新,蔡久凤. 长安大学学报(社会科学版). 2018(06)
[2]城市轨道交通车辆车轮轮缘严重磨耗分析[J]. 李涛,刘志远,赵卓,李晓峰,阴晓铭. 城市轨道交通研究. 2018(11)
[3]重型轨道车车轮异常磨耗原因分析及应对措施[J]. 马超,李随新,穆青,李田. 铁道技术监督. 2018(10)
[4]高速列车踏面凹形磨耗及其动力学影响规律[J]. 曾元辰,张卫华,宋冬利. 铁道机车车辆. 2018(04)
[5]高速铁路磨耗车轮与60N钢轨静态接触分析[J]. 马晓川,王平,王健,徐井芒. 西南交通大学学报. 2018(04)
[6]轮轨磨耗对地铁车辆非线性临界速度的影响研究[J]. 宗仁莉,侯茂锐,戴华明. 现代城市轨道交通. 2018(07)
[7]车轮磨耗对轮轨匹配的影响规律[J]. 刘闯,李国栋,宋春元,李晓峰. 中国铁路. 2017(12)
[8]地铁车轮磨耗及其对轮轨匹配状态的影响[J]. 曹洪凯,周业明,关庆华,陶功权. 城市轨道交通研究. 2017(11)
[9]铁路货车车轮磨耗演变及其运行性能分析[J]. 邹德顺,程振海,姜瑞金,张良威,黎巧能. 铁道车辆. 2017(10)
[10]地铁车轮磨耗对轮轨接触特性及动力学性能的影响[J]. 陆文教,陶功权,王鹏,付青云,关庆华,温泽峰. 工程力学. 2017(08)
博士论文
[1]纵向冲动作用下重载列车与轨道动态相互作用研究[D]. 刘鹏飞.西南交通大学 2015
硕士论文
[1]磨耗后动车车轮与轨道系统动力学研究[D]. 旷娇果.大连交通大学 2017
[2]轮轨间隙对机车动力学性能的影响[D]. 董永帅.西南交通大学 2017
[3]轮对镟修周期内车辆动力学分析[D]. 张俊杰.西南交通大学 2017
[4]地铁车辆等效锥度对临界速度的影响研究[D]. 高岩.中国铁道科学研究院 2016
[5]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
[6]踏面形状对地铁车辆动力学性能及轮轨磨耗影响研究[D]. 白雪.西南交通大学 2015
[7]踏面磨耗对CRH2-300型高速列车动力学性能影响研究[D]. 王朝涛.北京交通大学 2014
[8]C0-C0轴式300km/h高速机车动力学研究[D]. 赵增闯.西南交通大学 2013
[9]33t大轴重机车的动力学特性分析[D]. 孙永路.西南交通大学 2013
[10]轴箱横向自由间隙对重载机车动力学性能的影响[D]. 闫一凡.西南交通大学 2011
本文编号：3729554
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 车轮踏面磨耗演变及其对车辆动力学影响研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要工作
第二章 重载机车动力学分析模型及动力学性能评价标准
2.1 建模前处理
2.2 机车动力学模型
2.2.1 轮对模型的建立
2.2.2 转向架模型的建立
2.2.3 整车模型的建立
2.2.4 轨道激励
2.3 重载机车动力学性能评价标准
2.3.1 平稳性
2.3.2 动态作用性能
2.3.3 安全性
2.4 本章小结
第三章 车轮踏面磨耗演变分析及轮轨静态接触几何
3.1 重载机车车轮踏面数据测量与处理
3.2 踏面磨耗分析
3.3 不同磨耗阶段踏面的静态接触几何比较
3.3.1 与标准钢轨匹配
3.3.2 与磨耗钢轨匹配
3.4 本章小结
第四章 车轮磨耗对重载机车直线运行性能的影响
4.1 蛇行运动稳定性分析
4.2 平稳性分析
4.2.1 平稳性指标
4.2.2 车体振动加速度
4.3 动态作用性能分析
4.3.1 轮轨横向力
4.3.2 轮轴横向力
4.3.3 轮轨垂向力
4.4 安全性分析
4.4.1 脱轨系数
4.4.2 轮重减载率
4.5 轮轨动态接触分析
4.5.1 轮轨磨耗功率
4.5.2 轮轨接触面积
4.5.3 动态接触点位置
4.6 本章小结
第五章 车轮磨耗对重载机车曲线通过性能影响分析
5.1 曲线线路设置
5.2 动态曲线通过基本特征
5.3 曲线通过性能分析
5.3.1 通过400 m半径曲线线路动力学性能分析
5.3.2 不同曲线线路适应性分析
5.4 磨耗钢轨状态下曲线通过性能分析
5.5 标准钢轨、磨耗钢轨曲线通过性能比较
5.6 本章小节
第六章 30t轴重重载机车动力学性能评估
6.1 蛇形运动稳定性评估
6.2 平稳性评估
6.3 轮轨动态作用性能及安全性评估
6.3.1 直线轮轨动态作用性能及安全性评估
6.3.2 曲线轮轨动态作用性能及安全性评估
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]改革开放40年中国重载铁路的发展[J]. 刘建新,蔡久凤. 长安大学学报(社会科学版). 2018(06)
[2]城市轨道交通车辆车轮轮缘严重磨耗分析[J]. 李涛,刘志远,赵卓,李晓峰,阴晓铭. 城市轨道交通研究. 2018(11)
[3]重型轨道车车轮异常磨耗原因分析及应对措施[J]. 马超,李随新,穆青,李田. 铁道技术监督. 2018(10)
[4]高速列车踏面凹形磨耗及其动力学影响规律[J]. 曾元辰,张卫华,宋冬利. 铁道机车车辆. 2018(04)
[5]高速铁路磨耗车轮与60N钢轨静态接触分析[J]. 马晓川,王平,王健,徐井芒. 西南交通大学学报. 2018(04)
[6]轮轨磨耗对地铁车辆非线性临界速度的影响研究[J]. 宗仁莉,侯茂锐,戴华明. 现代城市轨道交通. 2018(07)
[7]车轮磨耗对轮轨匹配的影响规律[J]. 刘闯,李国栋,宋春元,李晓峰. 中国铁路. 2017(12)
[8]地铁车轮磨耗及其对轮轨匹配状态的影响[J]. 曹洪凯,周业明,关庆华,陶功权. 城市轨道交通研究. 2017(11)
[9]铁路货车车轮磨耗演变及其运行性能分析[J]. 邹德顺,程振海,姜瑞金,张良威,黎巧能. 铁道车辆. 2017(10)
[10]地铁车轮磨耗对轮轨接触特性及动力学性能的影响[J]. 陆文教,陶功权,王鹏,付青云,关庆华,温泽峰. 工程力学. 2017(08)
博士论文
[1]纵向冲动作用下重载列车与轨道动态相互作用研究[D]. 刘鹏飞.西南交通大学 2015
硕士论文
[1]磨耗后动车车轮与轨道系统动力学研究[D]. 旷娇果.大连交通大学 2017
[2]轮轨间隙对机车动力学性能的影响[D]. 董永帅.西南交通大学 2017
[3]轮对镟修周期内车辆动力学分析[D]. 张俊杰.西南交通大学 2017
[4]地铁车辆等效锥度对临界速度的影响研究[D]. 高岩.中国铁道科学研究院 2016
[5]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
[6]踏面形状对地铁车辆动力学性能及轮轨磨耗影响研究[D]. 白雪.西南交通大学 2015
[7]踏面磨耗对CRH2-300型高速列车动力学性能影响研究[D]. 王朝涛.北京交通大学 2014
[8]C0-C0轴式300km/h高速机车动力学研究[D]. 赵增闯.西南交通大学 2013
[9]33t大轴重机车的动力学特性分析[D]. 孙永路.西南交通大学 2013
[10]轴箱横向自由间隙对重载机车动力学性能的影响[D]. 闫一凡.西南交通大学 2011
本文编号：3729554
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3729554.html
