水介质条件下轮轨黏着特性研究.pdf

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1、2010年l0月润滑与密封0ct．20l0第35卷第10期LUBRICATIONENGINEERINGV01．35No．10DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．10．011水介质条件下轮轨黏着特性研究宋建华申鹏王文健刘启跃(西南交通大学牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所四川成都610031)摘要：以Caner二维滚滚接触理论和粗糙面问的稳态部分弹流理论为基础，存考虑轮轨接触表面有相对滑动情况下，应用数值分析方法对水介质条件下轮轨黏着特性进行研究，研究滚动速J叟、轴重对黏着的影响。研究发现：在水介质条件下，轮轨接触区的区域要比于接触时大，流体动压人口约

2、在Henz接触半宽的2倍处；相同轴重条件下，随着滚动速度增大，流体动压力值增大，而相应的微凸峰接触压力值减小，导致其I_j总lJ玉力的比值减小，引起轮轨之间的黏着系数下降；相同速度条件下，随着轴重的增大，微凸峰接触压力与总压力的比值增大，引起轮轨之间的黏着系数增大。关键词：黏着特性；部分弹流；水介质；滚动速度：轴重中图分类号：U211．5文献标识码：A文章编号：0254InvestigationonAdhesionPropertyofWheel／railunderWaterConditionsSongJianhuaShenPengWangWenjianLiuQiyue(Tribol

3、ogyResearchInstitute，TractionPowerStateKeyLaboratory，SouthwestJiaotongUniversity．ChengduSichuan61003l，China)Abstract：BasedonthetheoryofCartertwodimensionalrollingcontactandtheroughsurfacesteadypartialelasto-hydrodynamiclubricationtheory，byconsideringslidingofwheel／railcontactarea，theefectofrol

4、lingspeedandaxleloadontheadhesionpropertyunderwaterconditionbetweenwheelandrailwasinvestigatedwithnumericalanalysismethod．Theresultsindicatethatthewheel／railcontactareaunderwaterconditionsisbiggerthanthatunderdryconditions，theinletoffluiddynamicpressureisatthepointoftwicehalfofHertzcontactleng

5、th．Whenunderthesameaxleload，withtheincreaseofrollingspeed，thefluiddynamicpressureincreases，theasperitycontactpressuredecreases，whichcausestheratioofasperitycontactpressureandtotalpressureofwheel／railcontactareadecreasing，andcausestheadhesioncoeffi—cientdecreasing．Whenunderthesamerollingspeed，w

6、iththeincreaseofaxleload，theratioofasperitycontactpressureandtotalpressurebecomesbigger，whichcausestheadhesioncoeficientincreasing．Keywords：adhesionproperty；partialelasto—hydrodynamiclubrication；watercondition；rollingspeed；axleload列车的牵引、加速和制动是靠轮轨接触斑的相互究水介质对黏着的影响，文献[4—6]应用数值分作用传递切向力来实现的，这种轮轨间的相

7、互作用特析方法对水介质条件的黏着特性进行了数值分析，但性称为黏着特性。列车实际运行经验表明：随着列车研究中没考虑轮轨接触表面相对滑动对黏着的影响。运行速度的上升，轮轨黏着系数将有所下降，特别是本文作者主要以Carter二维滚滚接触理论和粗糙面轮轨间水介质的存在使得黏着系数急剧降低。由于水问的稳态部分弹流理论为基础，在考虑两接触表面介质条件下轮轨接触区的压力分布及接触斑的形状都有相对滑动情况下，应用数值方法对水介质条件下轮与干态接触时的情况不同，轮轨间的表面粗糙度、赫轨