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重载钢轨摩擦热损伤行为研究
被引量：
3
1
作者
徐培娟
张大伟
+1 位作者
田抑阳
钟琛
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期3155-3163,共9页
随着重载货物运输的快速发展,重载铁路逐渐暴露出诸多问题,轮轨界面损伤问题日益加剧,这对重载铁路的正常服役和列车运行安全带来了严峻的挑战。为解决大轴重荷载作用下的轮轨滑动引起的摩擦热损伤问题,采用半赫兹理论求解重载轮轨接触...
随着重载货物运输的快速发展,重载铁路逐渐暴露出诸多问题,轮轨界面损伤问题日益加剧,这对重载铁路的正常服役和列车运行安全带来了严峻的挑战。为解决大轴重荷载作用下的轮轨滑动引起的摩擦热损伤问题,采用半赫兹理论求解重载轮轨接触行为,借助半无限空间热传导理论描述轮轨滑动过程中的热传递过程,并考虑大蠕滑条件下的轮轨切向作用,系统地建立移动轴荷载下的轮轨热-力耦合模型。钢轨的摩擦热损伤程度以轮轨滑动过程中的钢轨表面相变引起的硬化深度来表征和量化。在该模型的基础上,研究重载轮轨非赫兹接触行为,分析钢轨硬化深度随车辆轴重和运行速度变化的基本特征,探明大蠕滑率条件下钢轨型面、轨底坡和摩擦状态等对钢轨硬化深度的影响规律。研究结果表明:大轴重荷载作用下半赫兹轮轨接触理论可更为准确地描述非椭圆轮轨接触行为;大蠕滑率条件下钢轨表面不可避免地产生材质硬化现象,且在车辆低速滑动时更为显著;增大车辆轴重会明显加剧钢轨热损伤程度。另外,采用CN60轨而非CN75轨时,钢轨的热损伤程度有所降低;选择CN75轨配合1:20轨底坡则可有效缓解钢轨的热损伤;钢轨表面润滑对钢轨热损伤的控制也起到一定的积极作用。
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关键词
重载
钢轨
半赫兹
热传导
硬化深度
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职称材料
车轮多边形情况下轮轨接触算法
被引量：
1
2
作者
洪鹤鹏
杨起帆
+3 位作者
戴源廷
朱彬
宋天浩
祁阅
《科学技术与工程》
北大核心
2023年第17期7533-7538,共6页
接触斑的法向应力分布是轮轨动力学分析和轮轨磨耗计算的基础。铁路车辆采用的磨耗型踏面出现多边形时,接触点处的轮轨横向曲率和纵向曲率都随接触位置的变化而变化,此时最常用的赫兹接触方法的精度难以保证。非赫兹方法的计算精度高,...
接触斑的法向应力分布是轮轨动力学分析和轮轨磨耗计算的基础。铁路车辆采用的磨耗型踏面出现多边形时,接触点处的轮轨横向曲率和纵向曲率都随接触位置的变化而变化,此时最常用的赫兹接触方法的精度难以保证。非赫兹方法的计算精度高,但其效率不能满足工程计算要求。应用非赫兹方法分析了车轮多边形引起的轮轨纵向曲率变化对接触斑的影响,发现当车轮多边形波长大于65 mm时,多边形对接触斑应力分布的影响可忽略不计。然后提出了改进的半赫兹方法,并对不同接触位置的接触斑形状和应力分布进行对比分析,结果表明:多边形波长大于65 mm时,改进的半赫兹方法在与非赫兹方法的结果保持一致的同时,大大缩短了计算时间。
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关键词
铁路车辆
磨耗型踏面
车轮多边形
接触算法
半赫兹接触
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职称材料
题名
重载钢轨摩擦热损伤行为研究
被引量：
3
1
作者
徐培娟
张大伟
田抑阳
钟琛
机构
长安大学运输工程学院
长安大学汽车学院
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
重庆市轨道交通(集团)有限公司
出处
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期3155-3163,共9页
基金
国家自然科学基金青年科学基金资助项目(71801019)
陕西省自然科学基金资助项目(2020JQ-342,2020JQ-363)
+1 种基金
牵引动力国家重点实验室开放课题资助项目(TPL2108)
中国博士后科学基金资助项目(2021M693752)。
文摘
随着重载货物运输的快速发展,重载铁路逐渐暴露出诸多问题,轮轨界面损伤问题日益加剧,这对重载铁路的正常服役和列车运行安全带来了严峻的挑战。为解决大轴重荷载作用下的轮轨滑动引起的摩擦热损伤问题,采用半赫兹理论求解重载轮轨接触行为,借助半无限空间热传导理论描述轮轨滑动过程中的热传递过程,并考虑大蠕滑条件下的轮轨切向作用,系统地建立移动轴荷载下的轮轨热-力耦合模型。钢轨的摩擦热损伤程度以轮轨滑动过程中的钢轨表面相变引起的硬化深度来表征和量化。在该模型的基础上,研究重载轮轨非赫兹接触行为,分析钢轨硬化深度随车辆轴重和运行速度变化的基本特征,探明大蠕滑率条件下钢轨型面、轨底坡和摩擦状态等对钢轨硬化深度的影响规律。研究结果表明:大轴重荷载作用下半赫兹轮轨接触理论可更为准确地描述非椭圆轮轨接触行为;大蠕滑率条件下钢轨表面不可避免地产生材质硬化现象,且在车辆低速滑动时更为显著;增大车辆轴重会明显加剧钢轨热损伤程度。另外,采用CN60轨而非CN75轨时,钢轨的热损伤程度有所降低;选择CN75轨配合1:20轨底坡则可有效缓解钢轨的热损伤;钢轨表面润滑对钢轨热损伤的控制也起到一定的积极作用。
关键词
重载
钢轨
半赫兹
热传导
硬化深度
Keywords
heavy-haul
rail
semi
-
hertzian
method
heat
conduction
theory
hardening
depth
分类号
U211.5 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
车轮多边形情况下轮轨接触算法
被引量：
1
2
作者
洪鹤鹏
杨起帆
戴源廷
朱彬
宋天浩
祁阅
机构
北京市轨道交通运营管理有限公司
中国铁道科学研究院集团有限公司城市轨道交通中心
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2023年第17期7533-7538,共6页
基金
中国铁道科学研究院集团有限公司科研开发基金(2021YJ289)
铁科院(北京)工程咨询有限公司科研开发基金(2022ZXJ005)。
文摘
接触斑的法向应力分布是轮轨动力学分析和轮轨磨耗计算的基础。铁路车辆采用的磨耗型踏面出现多边形时,接触点处的轮轨横向曲率和纵向曲率都随接触位置的变化而变化,此时最常用的赫兹接触方法的精度难以保证。非赫兹方法的计算精度高,但其效率不能满足工程计算要求。应用非赫兹方法分析了车轮多边形引起的轮轨纵向曲率变化对接触斑的影响,发现当车轮多边形波长大于65 mm时,多边形对接触斑应力分布的影响可忽略不计。然后提出了改进的半赫兹方法,并对不同接触位置的接触斑形状和应力分布进行对比分析,结果表明:多边形波长大于65 mm时,改进的半赫兹方法在与非赫兹方法的结果保持一致的同时,大大缩短了计算时间。
关键词
铁路车辆
磨耗型踏面
车轮多边形
接触算法
半赫兹接触
Keywords
railway
vehicle
worn-type
wheel
wheel
polygonization
contact
algorithm
the
semi
-
hertzian
method
分类号
U221 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
重载钢轨摩擦热损伤行为研究
徐培娟
张大伟
田抑阳
钟琛
《铁道科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
3
下载PDF
职称材料
2
车轮多边形情况下轮轨接触算法
洪鹤鹏
杨起帆
戴源廷
朱彬
宋天浩
祁阅
《科学技术与工程》
北大核心
2023
1
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职称材料
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