地鐵車輛車輪踏面滾動圓附近磨耗相關(guān)問題研究.pdf

1、地鐵作為一種公共交通工具由于其具有節(jié)約能源、運(yùn)量大、速度快、采用地下隧道不占用城市土地和空間等方面的特點(diǎn)在人口密度較高的城市具備極大的適用性。因此從上世紀(jì)50年代開始世界各國掀起了興建地鐵的熱潮。但是隨著地鐵運(yùn)營里程的不斷增加以及運(yùn)營速度的不斷提高，車輪踏面磨耗廣泛存在于地鐵現(xiàn)場，車輪踏面的非正常磨耗對于地鐵的正常運(yùn)行具有極大的危害，并直接影響車輛系統(tǒng)動力學(xué)性能如行車平穩(wěn)性、安全性和穩(wěn)定性，同時由于車輪鏇修等原因?qū)⒃黾泳S修工作量以及運(yùn)營

2、成本。車輪磨耗是地鐵車輛研究的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，掌握地鐵車輛的磨耗規(guī)律對于提高車輛長期運(yùn)行的可靠性、保證運(yùn)行安全、降低運(yùn)營成本具有十分重要的意義。
　　本論文的主要工作如下:
　　建立一個由一個車體、兩個轉(zhuǎn)向架構(gòu)架以及四個輪對、8個軸箱共計(jì)15個剛體所組成，包含50個自由度的非線性地鐵車輛動力學(xué)模型。
　　研究國內(nèi)某地鐵線路上，地鐵車輛在不同半徑曲線線路上（包含直線）運(yùn)行相同距離后(10km)各位車輪的磨耗深度，以及磨耗位

3、置。從線路設(shè)置角度探討產(chǎn)生滾動圓附近磨耗的原因。計(jì)算了在不同磨耗深度下，車輛在該線路上往返一次所產(chǎn)生的磨耗量，分析地鐵車輛在該線路上運(yùn)行產(chǎn)生踏面磨耗的過程，并與線路實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)磨耗深度與磨耗位置均與實(shí)測結(jié)果基本一致。分析不同磨耗寬度內(nèi)磨耗深度對車輛動力學(xué)的影響，動力學(xué)分析結(jié)果表明:隨著磨耗深度的增大，車輪的等效錐度增大，導(dǎo)致車輛系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，平穩(wěn)性也隨之有所變差。所以當(dāng)磨耗深度達(dá)到一定程度后為了滿足車輛對平穩(wěn)性和穩(wěn)定性要求

4、，應(yīng)考慮適當(dāng)降低運(yùn)行速度或者打磨鏇輪。
　　討論相關(guān)關(guān)鍵參數(shù)對車輪踏面磨耗的影響，包括車輪硬度、軸距、轉(zhuǎn)臂縱向剛度、轉(zhuǎn)臂橫向剛度、一系鋼簧垂向剛度、一系鋼簧橫向剛度、抗側(cè)滾扭桿剛度、軸距。結(jié)果表明，車輪踏面磨耗隨著車輪硬度的增加而降低，隨著轉(zhuǎn)臂縱向及橫向剛度的增加而變大;一系鋼簧垂向、橫向剛度對于輪軌磨耗的影響較小，且主要表現(xiàn)在直線線路上，直線上各車輪踏面磨耗深度隨一系鋼簧垂向、橫向剛度的增大而略有增大;曲線線路上隨著軸距增大，車