钢轨横移和轨下胶垫刚度对扣件弹条应力的影响.pdf

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1、2014年10月润滑与密封Oct．20l4第39卷第1O期IjUBRICAT10NENGINEERINGV01．39No．10DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．10．012钢轨横移和轨下胶垫刚度对扣件弹条应力的影响尚红霞陶功权沈火明温泽峰金学松张树峰(1．西南交通大学力学与工程学院四川成都610031；2．西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031)摘要：选用福斯罗扣件弹条为研究对象，基于非线性接触理论，建立扣件系统有限元模型，确定弹条在安装状态下的危险区域，研究钢轨横移和轨下胶垫刚度对弹条危险区域的影响，并与现场弹条破坏位置对比。结果表明：

2、弹条在安装完成后，弹条危险区域出现在弹条后端圆弧内侧的表层，弯曲和扭转起主要作用；随着钢轨横向位移和轨下胶垫刚度的变化，两侧扣件弹条最大等效应力和扣压力均发生明显变化。关键词：扣件弹条；钢轨横移；轨下胶垫刚度；应力中图分类号：U213．531文献标识码：A文章编号：0254—0150(2014)10—059—6EfectsofRailLateralDisplacementandRailPadSti仃nessonStressesofRailFasteningClipShangHongxiaTaoGongquanShenHuomingWenZefengJinXuesongZhangShufe

3、ng(1．SchoolofMechanicsandEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China；2．StateKeyLaboratoryofTractionPower，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：Basedonnonlinearcontacttheory，afiniteelementmodelforVosslohrailfasteningsystemwasestablished．Thedangerous

4、zoneoftheclipwasfound，andtheinfluencesofraillateraldisplacementandrailpadstiffnessonthedan—gerouszonewasinvestigated．Thenumericalresultwascomparedwiththefracturelocationoftheclipinthefield．Resultsshowthatalocalstressconcentrationintheclipisoccurredatbackendarcsurfaceoftheclipal'tertherailfastenin

5、gclipisinstalled，andbothbendingandtorsionplayamajorrole．Theraillateraldisplacementandrailpadstiffnessgreatlyaffectthemaximumequivalentstressandtheclampingforceofrailfasteningclip．Keywords：railfasteningclip；raillateraldisplacement；railpadstiffness；stress随着高速和重载列车的迅速发展，轨道结构零部行车安全。件受力愈趋复杂且激烈，作为轨道结构的

6、重要组成部目前，国内外学者分别研究了轨下胶垫不同结构件——扣件的失效现象逐渐增加。在有砟轨道结构对其刚度的影响；移动荷载作用下扣件轨下胶垫应力中，扣件将钢轨与轨枕组合为轨排结构，承受列车荷和位移状态。文献[7]分析了微动磨损对疲劳载，抵抗纵横向作用力；在无砟轨道结构中，扣件几断裂的影响并确定弹条疲劳断裂位置，最后将数值结乎是轨道弹性和调整能力的唯一的提供者，其结构形果与试验结果进行比较。文献[8]应用非线性接触式和性能甚至关系到无砟轨道结构运用的成败。随理论来处理弹条与预埋铁座之间的作用边界条件，分着失效扣件个数的增加，轮轨间的相互作用力和轨道析了弹条的应力和变形，并与只考虑弹条模型的传

7、统部件的位移、加速度都将急剧增大，对列车动态脱轨方法进行了对比。文献[9]研究了弹条振动特性，具有很大的影响，并且加速轨道结构破坏，甚至危及发现钢轨波磨明显加剧扣件弹条的振动，从而会加速弹条的疲劳损伤。文献[10]分析了扣件系统垂向振动特性，发现扣压件及垫层的弹性变形均受预扣压基金项目：国家自然科学基金项目(U1134202；51105318)；力及轮轨动态作用力的影响，扣压件及垫层作用在钢教育部博士点基金项目(2013018411