高速轮轨黏着特性三维简化数值模型研究.pdf

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1、2015年9月润滑与密封Sep．2015第40卷第9期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．40No．9DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．09．o11高速轮轨黏着特性三维简化数值模型研究吴涛吴兵温泽峰金学松(西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031)摘要：通过对轮轨载荷和运行参数的三维膜厚状态图的分析，发现水介质表现出弹性等黏度特性。为此，应用Grubin简化弹性流体动力润滑模型，结合Greenwood—Tripp微观固体接触理论，建立水介质存在时的高速轮轨黏着

2、特性的三维简化数值模型。分析表明，该模型能很好地反映轮轨黏着情况，且求解时不需对雷诺方程反复迭代求解，计算过程简单。研究速度、粗糙度、接触压力以及边界摩擦因数对黏着系数的影响。结果表明，相比于其他因素，速度和粗糙度对黏着系数影响较大．随着速度的增加。黏着系数减小，随着粗糙度的增加，黏着系数先增大后达到一稳定值。关键词：高速；轮轨黏着；水介质；粗糙度中图分类号：U211．5文献标志码：A文章编号：0254-0150(2015)09-058-05ResearchonSimplifiedThree．dimensionalNumer

3、icalModelofAdhesionCharacteristicofHighSpeedWheel／lilWuTaoWuBingWenZefengJinXuesong(StateKeyLaboratoryofTractionPower，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：Throughtheanalysisofthree—dimensional(3D)thicknessconditionsdiagramofthewheel／raill

4、oadandpa-rameterofrunning，itisfoundthatwatermediumhaselastic—isoviscositycharacteristic．Therefore，combiningtheGrubin’SsimplifyelastichydrodynamiclubricationmodelwithGreenwood—Tripp’Smicro—solidcontacttheory，thesimplified3Dno-mericalmodelofhighspeedwheel／railunderwa

5、termediumconditionswassetup．Theanalysisindicatesthatthemodelcanwellreflectthewheel／railadhesionconditions，andthecalculationprocessofthemodelissimplifiedforthesolutionoftheReynoldsequationiterativelycanbeavoided．Theeffectsofspeed，roughness，contactpressureandboundary

6、frictionCO-efficientonadhesioncoefficientwerestudied．Theresuhsindicatethatthespeedandroughnesshaveagreatereffectonad—hesioncoefficientcomparedwithotherfactors．Alongwiththeincreaseofspeed，theadhesioncoefficientisdecreasedandwiththeincreaseofroughness，theadhesioncoef

7、ficientisincreasedfirstly，andthenreachesacertainstablevalue．Keywords：highspeed；wheel／railadhesion；water；roughness我国幅员辽阔，铁路干线基本裸露在外，钢轨表BrosterIl利用小尺寸模拟试验机．研究了油和水对轮面不可避免地受到雨水的污染。大量实验表明，水介轨黏着的影响。Ohyamal2利用大尺寸试验机，研究质的污染会导致轮轨黏着系数急剧下降[1]。而低黏了水润滑情况下的轮轨黏着现象，表明粗糙度的影响着易导致轮轨间

8、的相对滑动，造成轮轨擦伤、剥离等很明显。张卫华和黄丽湘l3利用滚动振动试验台进行现象，对高速列车的运营安全造成较大影响。此外，了1：1实物模型的高速轮轨黏着机制研究，讨论了列车的牵引制动能力受制于轮轨间黏着特性的发挥．干净表面、水润滑和油润滑下轮轨表面黏着特性情所以有必要对轮轨间的黏着特性