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基于POLACH方法的轮轨蠕滑曲线研究 被引量：8
1
作者 安博洋 王平 +2 位作者 徐义新 徐井芒 陈嵘 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期124-131,共8页
蠕滑曲线对于描绘轮轨相互作用关系是十分重要的,影响车辆牵引/制动控制、运行平稳性和安全性。选用POLACH基于实测数据提出的接触方法,详细调查影响轮轨蠕滑曲线变化的因素,参变量涵括衰减因子、函数型摩擦因数、轮轨接触几何、轴重和... 蠕滑曲线对于描绘轮轨相互作用关系是十分重要的,影响车辆牵引/制动控制、运行平稳性和安全性。选用POLACH基于实测数据提出的接触方法,详细调查影响轮轨蠕滑曲线变化的因素,参变量涵括衰减因子、函数型摩擦因数、轮轨接触几何、轴重和车辆运行速度。研究发现衰减因子可表征轮轨接触界面粗糙度,用以描述蠕滑曲线初始斜率的衰减;函数型摩擦因数则可描述蠕滑曲线在大蠕滑区下降的趋势;轨距角与轨顶处的蠕滑曲线存在不可忽略的差异,这便于解释钢轨小半径曲线侧磨现象;在潮湿工况下,黏着系数随速度的提升而降低,但计算所得黏着系数高于文献报道的实测结果。为此,引入一种考虑运行速度和微滑速度的函数型摩擦因数,取得了与实测数据相吻合的结果。 展开更多
关键词 蠕滑曲线 黏着系数 函数型摩擦因数 轮轨关系
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实测轮轨蠕滑曲线对钢轨磨耗影响分析
2
作者 王平 宋娟 +2 位作者 杨春凯 安博洋 陈嵘 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1034-1042,共9页
轮轨蠕滑曲线会影响轮轨动态相互作用,进而影响钢轨磨耗,为研究实测轮轨蠕滑曲线对钢轨磨耗的影响,首先,基于最小二乘法获得适用于Polach模型和修改FASTSIM算法的参数,模拟40~400 km/h行车速度范围内的实测蠕滑曲线;随后,在SIMPACK软件... 轮轨蠕滑曲线会影响轮轨动态相互作用,进而影响钢轨磨耗,为研究实测轮轨蠕滑曲线对钢轨磨耗的影响,首先,基于最小二乘法获得适用于Polach模型和修改FASTSIM算法的参数,模拟40~400 km/h行车速度范围内的实测蠕滑曲线;随后,在SIMPACK软件中建立车辆系统动力学模型,并通过Polach模型测得实测蠕滑曲线;最后,采用Kik-Piotrowski模型和修改的FASTSIM算法进行轮轨非赫兹滚动接触计算,并结合USFD磨耗模型预测钢轨磨耗,对比了理想与实测蠕滑曲线条件下钢轨磨耗的差异.研究表明:理想蠕滑曲线条件下钢轨磨耗深度明显大于实测蠕滑曲线下的结果,随着车辆通过次数的增加,理想条件下钢轨磨耗分布范围更大,内外轨磨耗分布范围分别为实测蠕滑曲线的1.5倍和1.3倍;摩擦系数和磨耗率显著影响钢轨磨耗大小及磨耗分布情况,故在车辆动力学仿真和钢轨磨耗计算中有必要考虑实测轮轨蠕滑曲线;形成了确定实测蠕滑曲线参数的前处理程序,可服务于车辆动力学仿真和钢轨磨耗计算,可以有效指导现场进行钢轨打磨等养护维修工作. 展开更多
关键词 蠕滑曲线 数值模拟 车辆系统动力学模型 钢轨磨耗 接触斑
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实测轮轨蠕滑曲线对车辆-轨道动态相互作用的影响分析 被引量：1
3
作者 宋娟 王平 +2 位作者 陈雨 安博洋 杨春凯 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第6期45-52,共8页
由于铁路系统的开放性,轮轨界面难以避免遭受第三介质(如水、油、雪等)的侵袭,轮轨蠕滑特性将因此改变。为研究轮轨蠕滑曲线对车辆-轨道动态相互作用的影响,首先,基于最小二乘法原理获得适用于Polach接触模型的参数,以模拟水介质条件下4... 由于铁路系统的开放性,轮轨界面难以避免遭受第三介质(如水、油、雪等)的侵袭,轮轨蠕滑特性将因此改变。为研究轮轨蠕滑曲线对车辆-轨道动态相互作用的影响,首先,基于最小二乘法原理获得适用于Polach接触模型的参数,以模拟水介质条件下40~400 km/h行车速度范围内的实测轮轨蠕滑曲线;随后,采用SIMPACK多体动力学仿真软件建立车辆-轨道动力学模型,利用FASTSIM算法和Polach模型分别模拟理想条件与实测轮轨蠕滑曲线,以300 km/h运行速度为例,详细对比这两种蠕滑曲线条件下车辆-轨道动态相互作用的差异,并进一步分析运行速度的影响。研究表明:车辆运行速度为300 km/h时,实测轮轨蠕滑曲线对应的轮对横移量和轮对摇头角分别为干态工况结果的1.375倍和3.2倍,进而导致纵/横向蠕滑率明显大于干态工况结果;速度所致轮轨蠕滑曲线的差异对轮轨蠕滑力、脱轨系数以及磨耗指数影响较大,速度为160 km/h时尤为显著。因此,在进行车辆-轨道耦合动力学仿真分析时,有必要考虑实测的轮轨蠕滑曲线。 展开更多
关键词 蠕滑曲线 Polach模型 车辆动力学 蠕滑力/率关系 黏着系数
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蠕滑曲线对地铁小半径曲线轮轨接触特性的影响 被引量：1
4
作者 王平 郭强 +3 位作者 李晨钟 陈嘉胤 徐井芒 钱瑶 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1145-1153,共9页
为了降低地铁小曲线半径处钢轨的损伤,延长钢轨使用寿命,提出合适的轮轨摩擦因数和Kaker权重系数。首先,基于车辆-轨道耦合动力学理论,利用SIMPACK软件建立了小半径曲线动力学模型,考虑轮轨磨耗与滚动接触疲劳的耦合关系,建立钢轨损伤模... 为了降低地铁小曲线半径处钢轨的损伤,延长钢轨使用寿命,提出合适的轮轨摩擦因数和Kaker权重系数。首先,基于车辆-轨道耦合动力学理论,利用SIMPACK软件建立了小半径曲线动力学模型,考虑轮轨磨耗与滚动接触疲劳的耦合关系,建立钢轨损伤模型;其次,根据标准工况下动力学计算结果,分析小半径曲线轮轨动态相互作用特征,研究内侧和外侧钢轨的损伤特性,提出了最优损伤方案;然后,设置50个轮轨摩擦因数和Kalker权重系数匹配方案,分析摩擦因数和Kalker权重系数对轮轨动态相互作用和钢轨损伤特性的影响;最后,综合考虑车辆运营安全性和钢轨损伤特性,提出轮轨摩擦因数和Kaker权重系数匹配方案。研究结果表明:在标准工况下,内轨损伤形式为磨耗,外轨的磨耗程度大于内轨磨耗程度,考虑到缓和曲线上累积的疲劳损伤,外轨的使用寿命更低;Kalker权重系数越小,轮轨横向力、脱轨系数和车体横向振动加速度最大值越小,Kalker权重系数越小且摩擦因数对轮轨动力行为、磨耗和疲劳损伤的影响越小。建议小曲线半径地段轮轨摩擦因数应不大于0.2,Kalker权重系数应该不大于0.1,此时内轨和外轨磨耗指数最大值均小于100 N,钢轨几乎不产生磨耗,内轨和外轨疲劳损伤最大值为0,大幅提升了钢轨的使用寿命。 展开更多
关键词 地铁小曲线半径 蠕滑曲线 摩擦因数 Kalker权重系数 钢轨损伤
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不同工况下轮轨黏着-蠕滑曲线特性 被引量：15
5
作者 师陆冰 李群 +2 位作者 郭俊 王文健 刘启跃 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期151-157,共7页
在轮轨滚动接触模拟试验机上采用均匀连续变化差的试验方法,进行不同工况和不同法向力条件下的轮轨黏着-蠕滑曲线试验,并利用两种数值拟合方法研究不同试验条件下的黏着-蠕滑曲线峰值点位置和初始斜率。结果表明:不同工况下的轮轨黏着-... 在轮轨滚动接触模拟试验机上采用均匀连续变化差的试验方法,进行不同工况和不同法向力条件下的轮轨黏着-蠕滑曲线试验,并利用两种数值拟合方法研究不同试验条件下的黏着-蠕滑曲线峰值点位置和初始斜率。结果表明:不同工况下的轮轨黏着-蠕滑曲线有较大差异,与干态相比,水、油工况下不仅导致黏着系数明显降低,还会导致峰值点发生明显左移;水、油工况下撒砂可有效提高黏着系数并使峰值点位置右移;干态下法向力增加对黏着系数和峰值点位置影响较小,但会导致曲线初始阶段斜率的下降;水、油工况下法向力的增加均会使黏着峰值点位置左移,并在水态下导致黏着系数的明显下降;撒砂后法向力对黏着系数及峰值点位置的影响较小,但曲线初始阶段斜率随法向力的增加呈下降趋势。通过试验和数值拟合获得轮轨黏着-蠕滑曲线特征参数的方法可为后续轮轨黏着研究提供参考。 展开更多
关键词 轮轨黏着 黏着-蠕滑曲线 表面工况 法向力
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基于遗传算法的实测轮轨蠕滑曲线模拟
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作者 张洪吉 安博洋 +3 位作者 王小韬 陶功权 丁昊昊 王平 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第8期71-77,共7页
轮轨黏着-蠕滑特性直接影响着轮轨系统的工作性能和列车的运行安全。为在轮轨接触数值模型中合理地表征实测黏着-蠕滑曲线的影响,在KP模型和改进FASTSIM模型的基础上,提出了黏着-蠕滑特征参数初值计算方法,结合遗传算法设计参数拟合过... 轮轨黏着-蠕滑特性直接影响着轮轨系统的工作性能和列车的运行安全。为在轮轨接触数值模型中合理地表征实测黏着-蠕滑曲线的影响,在KP模型和改进FASTSIM模型的基础上,提出了黏着-蠕滑特征参数初值计算方法,结合遗传算法设计参数拟合过程并选取合适的适应度函数,形成了一种获取描述轮轨黏着-蠕滑特性特征参数的通用方法,随后以160 km/h速度的实测蠕滑数据为例,分析对比了本文算法拟合蠕滑曲线的计算效率及与理想工况下局部接触结果的差异。研究表明:(1)本文提出的算法在拟合不同速度工况对应的实测黏着-蠕滑曲线时均具有较高的精度,提出的拟合特征参数取值范围提高了遗传算法收敛速度,与遍历法相比计算速度提高18.5倍;(2)考虑潮湿环境实测轮轨黏着-蠕滑曲线时,轮轨黏滑分布、切向接触应力较干态理想工况有显著差异,主要体现在接触斑最大切向接触应力减小、滑动区面积随蠕滑率增大的速度减缓等。本文算法满足车辆-轨道耦合动力学数值仿真要求,可更真实地模拟实际环境条件下的轮轨相互作用。 展开更多
关键词 轮轨蠕滑曲线 轮轨黏着-蠕滑特性 遗传算法 轮轨接触 蠕滑率
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曲线段轮轨横向蠕滑力曲线的仿真与试验 被引量：1
7
作者 高利君 尧辉明 朱朝刚 《湖南文理学院学报（自然科学版）》 CAS 2019年第1期50-55,共6页
为了得到曲线段轮轨横向蠕滑力曲线特征,基于Matlab-simulink建立了单轮对曲线通过模型,并设计加工了横向轮轨滚动振动试验台。通过对理论与试验曲线的整体趋势及关键特征对比分析,发现横向蠕滑力曲线必然存在负斜率及水平阶段,且随着... 为了得到曲线段轮轨横向蠕滑力曲线特征,基于Matlab-simulink建立了单轮对曲线通过模型,并设计加工了横向轮轨滚动振动试验台。通过对理论与试验曲线的整体趋势及关键特征对比分析,发现横向蠕滑力曲线必然存在负斜率及水平阶段,且随着轴重的增加曲线的峰值点增大并向右移动。由此可以解释多种轮轨蠕滑理论与工程现象。 展开更多
关键词 曲线钢轨 滚动实验台 蠕滑力曲线 轴重 轮轨关系
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