机车与重载道岔尖轨相互动力作用的研究

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1、机车与重载道岔尖轨相互动力作用的研究Researchondynamicinteractionbetweenlocomotiveandheavyhaulswitchrail蔡谡大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY分类号••_____________U211.5________________学校代号：10150UDC：________________密级：__________学号：20122096硕#k论又机车与重载道岔尖轨相互动力作用的研究Researchondynamicinteractionbetweenlocomotiveandheavyhaulswitchr

2、ail学生姓名：_____________mm___________导师及职称：___________张军教授________学科门类：_____________xf___________专业名称：___________车辆工程________研究方向：轮轨关系申请学位级别：____________论文答辩日期：2015年06月07日学位授予单位：大连交通大学大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大

3、学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。.本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。曰期：年〈月卜曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产枳及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成果时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连交通大学可以将本学位论

4、女的令部或部公内寇编八学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中囯f尤秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学仿论文作者签名：I导师签名：來f曰期：v[r年〈月p日曰期：年（月P曰摘要摘要作为铁路发展的重要标志，重载铁路运输的重要性不断被人们认知，但随着列车轴重的增加，对线路伤损加重，以至于加大了线路养护与维修的工作量，缩短了钢轨大修换轨周期，增加了运营成本。由于道岔的特殊结构及重载线路的运输条件的影响，导致了道岔区的磨损程度远大于普通线路，特别是道岔曲线尖轨和基本轨的磨耗更为

5、严重，造成曲线尖轨在短时间内磨损、压溃甚至掉块，更换频繁，成为亟待解决的重要问题。在大秦线路现场运行的车轮型面绝大部分都是磨耗后的车轮型面，然而现有的尖轨型面都是参考标准车轮型面进行设计的，在现场实际运用中并不合适，因此本文为提高尖轨承载能力，针对尖轨侧磨、掉块等现象，应用现场测试的大量轮轨型面数据，以大秦重载线路75kg/m钢轨12号单开道岔曲线尖轨为研究对象，使用轮轨型面测量仪获得大秦线上不同磨耗阶段尖轨型面和车轮型面，建立有限元接触模型和重载机车动力学模型进行计算，分析机车车轮与尖轨的动力学性能，针对轮轨接触力以及磨耗功率变化，分析其磨耗规律。通过对不同磨耗阶段的机车车轮型面和尖轨型

6、面的计算分析可知，轮轨间的接触位置是不断变化的；标准机车车轮与标准尖轨的接触情况要好于与磨耗尖轨的接触情况，而磨耗后机车车轮型面与标准尖轨型面匹配较差，等效应力超过材料屈服极限，将导致尖轨顶部产生飞边、压溃。对机车/尖轨动力学系统进行分析，在入岔瞬间，轮轨关系由对中过渡到贴靠，此时轮轨间作用力发生较大的跳动，磨耗功率发生突变；在距离尖轨尖端1m附近区段内，轮轨间作用力发生频繁突变，导致对该区段内尖轨的严重损伤；进岔速度的增加会导致轮轨间作用力突变位置的提前，即在尖轨较为薄弱的位置发生较严重的磨耗，对尖轨尖端磨耗剧烈。将动态作用下的轮轨接触力加载轮轨接触模型中，分析动载荷下不同断面处轮轨间的

7、接触情况，动载荷作用下最大等效应力要远大于静载荷的作用，且动载荷下的最大等效应力出现在1m附近，与现场情况相符，在该区段内动载荷下尖轨的磨耗更加剧烈。以后对轮轨间的接触分析应加载动载荷进行计算，保证计算的准确性。本文的研究结果为重载尖轨的型面设计提供理论依据。关键字：重载尖轨；动力学；轮轨接触；有限元IAbstractAbstractAsanimportantsymbolofrailway,theimportanceof