軌枕彈簧剛度和阻尼對鋼軌波磨的影響研究.pdf

1、鋼軌波磨問題是世界性百年技術(shù)難題，各國的科研工作者針對不同的波磨類型雖然提出了一些相應(yīng)的整治和預(yù)防措施，但目前還沒有一種廣泛有效的方法能夠完全消除波磨現(xiàn)象。隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，我國各地的地鐵線路都不同程度地出現(xiàn)了波磨現(xiàn)象。鋼軌波磨的形成和發(fā)展，不僅會影響車輛和軌道結(jié)構(gòu)的使用年限，還會造成振動和噪聲，從而影響乘客的舒適度，更嚴(yán)重的是，急劇增加的輪軌作用力可能引起鋼軌和車軸的斷裂，而較大的振動會造成脫軌等重大事故。因此，研究鋼軌波磨

2、問題對軌道交通業(yè)的發(fā)展有著重大意義。
　　本文基于陳光雄教授提出的飽和蠕滑力引起輪軌系統(tǒng)摩擦自激振動從而導(dǎo)致鋼軌形成波磨的理論，根據(jù)北京地鐵科隆蛋扣件線路上出現(xiàn)的嚴(yán)重波磨問題，分別建立了車輛通過直線軌道和小半徑曲線軌道時由4個輪對和2根鋼軌組成的輪軌系統(tǒng)有限元摩擦自激振動模型，并且假設(shè)輪軌蠕滑力飽和且等于法向力與摩擦系數(shù)的乘積。應(yīng)用有限元軟件ABAQUS提供的復(fù)特征值和瞬時動力學(xué)分析方法研究輪軌系統(tǒng)的穩(wěn)定性，重點預(yù)測鋼軌可能發(fā)生波

3、磨的頻率，探討軌枕彈簧剛度和阻尼對鋼軌波磨的影響。主要結(jié)果如下:
　　(1)輪軌間的飽和蠕滑力能引起輪軌系統(tǒng)發(fā)生摩擦自激振動從而導(dǎo)致鋼軌形成波磨。
　　(2)復(fù)特征值分析:直線軌道上左右鋼軌均可能發(fā)生波磨，波磨主要頻率為fR=241.56、252.65、253.14Hz;小半徑曲線軌道上波磨主要發(fā)生在內(nèi)軌及內(nèi)輪，且鋼軌波磨主要頻率fR=494.36、501.47Hz。
　　(3)瞬時動態(tài)分析:直線軌道上左右鋼軌表面振動

4、加速度幅值大致相同，說明左右鋼軌都有明顯的波磨;而小半徑曲線軌道上內(nèi)軌表面振動加速度幅值明顯大于外軌，說明由飽和蠕滑力引起的摩擦自激振動主要發(fā)生在內(nèi)軌，即鋼軌波磨主要發(fā)生在內(nèi)軌。
　　(4)通過對比北京某地鐵波磨的實測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)仿真分析得到的鋼軌波磨頻率與實際地鐵線路上鋼軌波磨頻率很接近，這說明飽和蠕滑力引起的輪軌摩擦耦合自激振動可能是導(dǎo)致鋼軌形成波磨的主要原因之一。
　　(5)軌枕彈簧剛度和阻尼對輪軌系統(tǒng)的不穩(wěn)定振動有著顯