重載鐵路鋼軌波磨對輪軌動態(tài)響應的影響研究.pdf

1、重載運輸是提高鐵路運能效率的有效方式，已成為我國鐵路貨運的主要發(fā)展方向。隨著貨車軸重的加大和運營速度的提升，尤其是輪軌的垂向相互作用力會不斷增加，給輪軌之間的相互作用帶來不利影響。鋼軌波磨使得輪對和軌道結構振動加劇，影響車輛的安全性，因此會極大縮短輪對和軌道結構的使用壽命，甚至造成脫軌事故。
　　本文基于車輛-軌道耦合動力學理論，建立重載貨車-有砟軌道垂向耦合動力學模型，將車輛子系統、軌道子系統的數值振動方程，轉換成矩陣形式，可以

2、方便準確地求解車輛-軌道動力學的非線性方程;采用連續(xù)諧波模擬鋼軌波磨作為輪軌間激勵，編制仿真計算程序研究鋼軌波磨對整體系統動力學響應的影響。
　　在數值計算與分析部分，貨車軸重分別選取25t、27t和30t，在60km/h、80km/h和100km/h的運行速度下，分析了不同波長和波深的鋼軌波磨對重載鐵路輪軌動態(tài)作用性能和貨車運行安全性的影響;最后基于行車安全性能，確定了鋼軌波磨安全控制限值。研究結果表明:
　　(1)對于選

3、定的鋼軌波磨計算工況，假定波磨波長不變、波深增大，貨車的輪軌垂向力、輪重減載率、輪對振動加速度、鋼軌振動加速度隨波深的增加而增大;波磨波深不變、波長增大，輪軌動力響應數值相應減少。
　　(2)特別地，當車輛運行速度和波磨激勵波長分別為60km/h和250mm時，此時波磨激振頻率接近于輪軌系統振動頻率，發(fā)生共振現象，導致輪軌相互作用加強。
　　(3)當波磨波長從10mm逐漸增大到250mm時，不同軸重和不同速度等級下的各項輪軌