重載鐵路鋼軌波磨對輪軌動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響研究.pdf

1、重載運(yùn)輸是提高鐵路運(yùn)能效率的有效方式，已成為我國鐵路貨運(yùn)的主要發(fā)展方向。隨著貨車軸重的加大和運(yùn)營速度的提升，尤其是輪軌的垂向相互作用力會(huì)不斷增加，給輪軌之間的相互作用帶來不利影響。鋼軌波磨使得輪對和軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)加劇，影響車輛的安全性，因此會(huì)極大縮短輪對和軌道結(jié)構(gòu)的使用壽命，甚至造成脫軌事故。
　　本文基于車輛-軌道耦合動(dòng)力學(xué)理論，建立重載貨車-有砟軌道垂向耦合動(dòng)力學(xué)模型，將車輛子系統(tǒng)、軌道子系統(tǒng)的數(shù)值振動(dòng)方程，轉(zhuǎn)換成矩陣形式，可以

2、方便準(zhǔn)確地求解車輛-軌道動(dòng)力學(xué)的非線性方程;采用連續(xù)諧波模擬鋼軌波磨作為輪軌間激勵(lì)，編制仿真計(jì)算程序研究鋼軌波磨對整體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響。
　　在數(shù)值計(jì)算與分析部分，貨車軸重分別選取25t、27t和30t，在60km/h、80km/h和100km/h的運(yùn)行速度下，分析了不同波長和波深的鋼軌波磨對重載鐵路輪軌動(dòng)態(tài)作用性能和貨車運(yùn)行安全性的影響;最后基于行車安全性能，確定了鋼軌波磨安全控制限值。研究結(jié)果表明:
　　(1)對于選

3、定的鋼軌波磨計(jì)算工況，假定波磨波長不變、波深增大，貨車的輪軌垂向力、輪重減載率、輪對振動(dòng)加速度、鋼軌振動(dòng)加速度隨波深的增加而增大;波磨波深不變、波長增大，輪軌動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值相應(yīng)減少。
　　(2)特別地，當(dāng)車輛運(yùn)行速度和波磨激勵(lì)波長分別為60km/h和250mm時(shí)，此時(shí)波磨激振頻率接近于輪軌系統(tǒng)振動(dòng)頻率，發(fā)生共振現(xiàn)象，導(dǎo)致輪軌相互作用加強(qiáng)。
　　(3)當(dāng)波磨波長從10mm逐漸增大到250mm時(shí)，不同軸重和不同速度等級下的各項(xiàng)輪軌