踏面形狀對(duì)地鐵車輛動(dòng)力學(xué)性能及輪軌磨耗影響研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，地鐵作為一種方便、快捷、環(huán)保的交通工具，在提高城市居民出行效率，緩解交通擁堵等方面發(fā)揮了重要作用。與大鐵路車輛相比，地鐵車輛運(yùn)營(yíng)速度較低，運(yùn)行線路處于地下，而且具有曲線半徑較小，運(yùn)行線路固定的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致了其較為特殊的輪軌關(guān)系。此外，城市軌道交通系統(tǒng)現(xiàn)已成功開行120km/h的快速地鐵車輛，速度的提高不僅會(huì)影響車輛運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性，還會(huì)影響輪軌間的磨耗。因此，研究不同踏面對(duì)不同速度地鐵

2、車輛的動(dòng)力學(xué)性能、磨耗的影響具有較為重要的意義，也為地鐵車輛的車輪踏面的選擇和檢修、曲線線路設(shè)計(jì)等提供了理論基礎(chǔ)。
　　本文闡述了國(guó)內(nèi)地鐵車輛的發(fā)展概況和地鐵車輛的種類，簡(jiǎn)要敘述了國(guó)內(nèi)外對(duì)輪軌磨耗研究的現(xiàn)狀。本文以多體動(dòng)力學(xué)基本原理為基礎(chǔ)，通過基本假設(shè)和線性關(guān)系處理等方法，采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件SIMPACK建立了地鐵車輛的動(dòng)力學(xué)模型。在相同條件和工況下，仿真模擬80km/h和120km/h地鐵車輛分別匹配LM磨耗型踏面和DIN5

3、573磨耗型踏面，對(duì)比分析其以不同速度運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性、平穩(wěn)性以及曲線通過安全性等動(dòng)力學(xué)性能。本文從輪軌接觸的幾何關(guān)系角度出發(fā)，對(duì)比LM磨耗型踏面和DIN5573磨耗型踏面的滾動(dòng)圓半徑差、輪軌接觸角差和輪對(duì)等效錐度，并介紹輪軌間磨耗的計(jì)算模型，同時(shí)，采用霍依曼磨耗指數(shù)和愛因斯磨耗指數(shù)，分別對(duì)地鐵車輛通過直線和曲線的情況下不同踏面對(duì)輪軌磨耗的影響進(jìn)行分析比較。此外，本文研究了曲線線路技術(shù)參數(shù)，例如曲線半徑大小、超高設(shè)置、緩和曲線長(zhǎng)度，對(duì)地鐵

4、車輛動(dòng)力學(xué)性能和磨耗的影響，并對(duì)120km/h地鐵車輛曲線線路參數(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的計(jì)算分析。
　　分析結(jié)果表明:80km/h和120km/h地鐵車輛分別匹配LM磨耗型踏面和DIN5573磨耗型踏面以不同速度運(yùn)行時(shí)，車輛運(yùn)行穩(wěn)定性、平穩(wěn)性以及曲線通過安全性等指標(biāo)基本滿足要求。在相同條件下，LM磨耗型踏面具有良好的曲線通過性能，而DIN5573磨耗型踏面在直線上具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性;從磨耗角度來看，因?yàn)橹本€上只考慮踏面和軌面間的磨耗，所以