高速铁路道岔轮轨接触几何关系与廓形优化研究
发布时间：2023-04-03 17:52
轮轨接触几何关系是影响行车安全性与稳定性的直接因素,而轮轨型面是影响轮轨接触几何关系最关键的因素,高速道岔由于其复杂于区间线路的结构特点,难于普速道岔的技术性能要求,导致了高速铁路道岔轮轨关系的复杂和高要求,本文在总结国内外已有的相关研究的基础上,对高速道岔区轮轨接触几何关系进行了深入研究,本文主要研究内容如下:1.道岔区轮轨接触几何关系研究提出一种考虑道岔区钢轨变截面特点的轮轨接触几何算法——基于移动窗的法向切割法;并通过对比分析迹线法和法向切割法计算的区间线路中的轮轨几何接触点,验证法向切割法的正确性;并通过对比分析两种算法在有摇头的情况下计算的道岔区轮轨接触点的差异,论证了本文提出法向切割法考虑道岔区变截面钢轨特点计算道岔区轮轨接触点的必要性;利用法向切割法分析不同的轨道设计参数对轮轨接触点和轮轨接触几何参数的影响,为轨距的设计和左右轮半径差变化的安全范围提供参考。2.车辆-高速道岔空间耦合动力学以考虑道岔变截面特点的轮轨接触几何算法——法向切割法为前提,基于车辆动力学理论和道岔动力学理论,建立车辆-高速道岔空间耦合动力学模型,用于统计轮对横移分布规律,为高速道岔轮轨接触几何评价...
【文章页数】：148 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 高速道岔轮轨关系研究现状
1.2.1 高速铁路道岔轮轨接触几何
1.2.2 车辆-道岔耦合动力学研究现状
1.2.3 高速道岔轮轨关系优化研究
1.3 本文主要研究内容
第2章 道岔区轮轨接触几何关系研究
2.1 道岔区轮轨接触点计算
2.1.1 岔区轮轨廓形的数学描述
2.1.2 轮对无摇头时轮轨接触点计算
2.1.3 轮对有摇头时轮轨接触点计算
2.1.4 轮轨多点接触
2.2 法向切割法的验证
2.2.1 在区间线路中两种算法的对比
2.2.2 道岔区两种算法的对比
2.3 不同轨道参数对道岔区轮轨接触几何的影响
2.3.1 不同轨距下的轮轨接触关系
2.3.2 不同车轮半径下的轮轨接触关系
2.4 本章小节
第3章 车辆-高速道岔空间耦合动力学
3.1 车辆-道岔动力学模型的建立
3.1.1 车辆动力学模型
3.1.2 道岔动力学模型
3.2 车辆-道岔动力学方程的建立
3.2.1 车辆动力学方程
3.2.2 道岔运动学方程
3.3 车辆-道岔动力耦合模型的建立及求解
3.4 车辆-道岔动力学指标及评估标准
3.4.1 车辆运行安全性指标
3.4.2 舒适性指标
3.4.3 磨耗指标
3.5 小结
第4章 高速道岔轮轨接触几何评价方法
4.1 轮对横移分布规律
4.1.1 功率谱概率密度函数
4.1.2 轨道随机不平顺时域样本的数值模拟方法
4.1.3 尖轮对横移的动态分布规律研究
4.2 等效锥度的计算
4.2.1 轮对蛇形运动波长计算
4.2.2 等效锥度的计算
4.2.3 特殊情况下的轮对等效锥度修正
4.2.4 基于最大概率轮对横移的名义等效锥度
4.3 道岔区其他几何评价指标
4.3.1 基于最大概率轮对横移的结构不平顺
4.3.2 接触带宽
4.4 本章小结
第5章 车轮廓形的演变对道岔区轮轨匹配的影响
5.1 车轮廓形的演变
5.2 车轮廓形的演变对轮轨接触几何的影响
5.2.1 轮对横移的变化规律
5.2.2 接触点分布规律
5.2.3 等效锥度
5.2.4 基于轮对横移最大概率的结构不平顺
5.2.5 接触带宽
5.3 车轮廓形的演变对轮轨接触应力的影响
5.3.1 无横移状态下车轮廓形的演变对轮轨接触应力的影响
5.3.2 不同轮对横移下车轮廓形的演变对轮轨接触应力的影响
5.4 车轮廓形的演变对轮轨动力学性能的影响
5.5 本章小结
第6章 高速道岔轮轨关系的优化设计
6.1 轮轨蠕滑曲线对高速道岔轮轨关系的影响
6.1.1 损伤函数模型
6.1.2 理想工况
6.1.3 高速道岔区不同蠕滑特性工况
6.2 尖轨廓形优化研究
6.2.1 滚动圆半径差与轮轨型面斜率的关系
6.2.2 轮轨廓形反向设计方法
6.2.3 优化案例
6.3 本章小结
结论与展望
结论
研究不足及下一步研究计划
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间参加的科研项目及成果
本文编号：3780866
【文章页数】：148 页
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 高速道岔轮轨关系研究现状
1.2.1 高速铁路道岔轮轨接触几何
1.2.2 车辆-道岔耦合动力学研究现状
1.2.3 高速道岔轮轨关系优化研究
1.3 本文主要研究内容
第2章 道岔区轮轨接触几何关系研究
2.1 道岔区轮轨接触点计算
2.1.1 岔区轮轨廓形的数学描述
2.1.2 轮对无摇头时轮轨接触点计算
2.1.3 轮对有摇头时轮轨接触点计算
2.1.4 轮轨多点接触
2.2 法向切割法的验证
2.2.1 在区间线路中两种算法的对比
2.2.2 道岔区两种算法的对比
2.3 不同轨道参数对道岔区轮轨接触几何的影响
2.3.1 不同轨距下的轮轨接触关系
2.3.2 不同车轮半径下的轮轨接触关系
2.4 本章小节
第3章 车辆-高速道岔空间耦合动力学
3.1 车辆-道岔动力学模型的建立
3.1.1 车辆动力学模型
3.1.2 道岔动力学模型
3.2 车辆-道岔动力学方程的建立
3.2.1 车辆动力学方程
3.2.2 道岔运动学方程
3.3 车辆-道岔动力耦合模型的建立及求解
3.4 车辆-道岔动力学指标及评估标准
3.4.1 车辆运行安全性指标
3.4.2 舒适性指标
3.4.3 磨耗指标
3.5 小结
第4章 高速道岔轮轨接触几何评价方法
4.1 轮对横移分布规律
4.1.1 功率谱概率密度函数
4.1.2 轨道随机不平顺时域样本的数值模拟方法
4.1.3 尖轮对横移的动态分布规律研究
4.2 等效锥度的计算
4.2.1 轮对蛇形运动波长计算
4.2.2 等效锥度的计算
4.2.3 特殊情况下的轮对等效锥度修正
4.2.4 基于最大概率轮对横移的名义等效锥度
4.3 道岔区其他几何评价指标
4.3.1 基于最大概率轮对横移的结构不平顺
4.3.2 接触带宽
4.4 本章小结
第5章 车轮廓形的演变对道岔区轮轨匹配的影响
5.1 车轮廓形的演变
5.2 车轮廓形的演变对轮轨接触几何的影响
5.2.1 轮对横移的变化规律
5.2.2 接触点分布规律
5.2.3 等效锥度
5.2.4 基于轮对横移最大概率的结构不平顺
5.2.5 接触带宽
5.3 车轮廓形的演变对轮轨接触应力的影响
5.3.1 无横移状态下车轮廓形的演变对轮轨接触应力的影响
5.3.2 不同轮对横移下车轮廓形的演变对轮轨接触应力的影响
5.4 车轮廓形的演变对轮轨动力学性能的影响
5.5 本章小结
第6章 高速道岔轮轨关系的优化设计
6.1 轮轨蠕滑曲线对高速道岔轮轨关系的影响
6.1.1 损伤函数模型
6.1.2 理想工况
6.1.3 高速道岔区不同蠕滑特性工况
6.2 尖轨廓形优化研究
6.2.1 滚动圆半径差与轮轨型面斜率的关系
6.2.2 轮轨廓形反向设计方法
6.2.3 优化案例
6.3 本章小结
结论与展望
结论
研究不足及下一步研究计划
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间参加的科研项目及成果
本文编号：3780866
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