固定轍叉輪軌關(guān)系優(yōu)化及動力學(xué)仿真分析研究.pdf

1、固定轍叉的結(jié)構(gòu)不平順是影響列車過岔速度和限制其使用范圍的最根本因素，合理優(yōu)化固定轍叉結(jié)構(gòu)來改善其輪軌接觸關(guān)系，有利于提高列車過岔時的平穩(wěn)性和安全性，以及固定轍叉的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。本文基于道岔區(qū)輪軌接觸幾何關(guān)系理論以及輪軌系統(tǒng)動力學(xué)理論，對固定轍叉結(jié)構(gòu)優(yōu)化及動力學(xué)評估等進行了一系列研究，主要內(nèi)容分為以下幾個方面:
　　1.固定轍叉輪軌接觸幾何關(guān)系計算方法的建立及程序驗證
　　基于區(qū)間線路輪軌接觸幾何關(guān)系理論，提出了固定轍叉區(qū)輪軌靜

2、態(tài)接觸關(guān)系的算法，并完成了該算法的軟件實現(xiàn)。該算法借助于自動提取CAD中坐標(biāo)點的應(yīng)用項，把固定轍叉轉(zhuǎn)化為CAD空間曲線，再由空間曲線分析其輪軌接觸關(guān)系，保證了該程序的可靠性;通過轍叉區(qū)輪軌接觸點現(xiàn)場測試，進一步驗證了該程序的實用性和可行性。
　　2.車輛—固定轍叉式道岔動力耦合模型的建立及求解
　　基于輪軌系統(tǒng)動力學(xué)理論，通過對固定轍叉式道岔結(jié)構(gòu)進行合理的模型化處理，建立了“車輛—固定轍叉道岔”空間耦合系統(tǒng)振動模型，推導(dǎo)了相

3、應(yīng)的振動方程，編制了相應(yīng)的仿真分析計算程序，可重點分析固定轍叉結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)及結(jié)構(gòu)不平順對輪軌動力特性的影響，為深入研究固定轍叉輪軌關(guān)系優(yōu)化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
　　3.固定轍叉靜態(tài)輪軌接觸幾何關(guān)系的分析
　　運用自編固定轍叉靜態(tài)輪軌接觸幾何關(guān)系計算程序，模擬計算了60kg/m鋼軌12號提速道岔固定轍叉區(qū)輪軌接觸幾何參數(shù)的變化規(guī)律，包括:輪對無橫移量和搖頭時，沿轍叉縱向的輪軌接觸情況;輪對在不同橫移量情況下，各關(guān)鍵斷面處的輪軌接觸

4、特點;以及輪對在不同橫移量下，沿轍叉縱向的輪軌接觸參數(shù)變化情況。通過分析比較上述情況下輪軌接觸參數(shù)的變化特點，可以初步了解固定轍叉區(qū)輪軌接觸特性，為轍叉區(qū)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案比選以及計算輪軌動態(tài)接觸關(guān)系提供了指導(dǎo)依據(jù)。
　　4.固定轍叉結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)比選及優(yōu)化方案設(shè)計
　　通過改變固定轍叉各關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)設(shè)定結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，分析比較不同方案下的結(jié)構(gòu)不平順及各項輪軌接觸參數(shù)，確定各設(shè)計參數(shù)對輪軌接觸幾何關(guān)系的影響規(guī)律，進而初步確定固定轍叉中

5、需要主要考慮的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)以及合理取值，最終達到提高設(shè)計效率，增加方案可信度，為科學(xué)合理地進行轍叉區(qū)輪軌關(guān)系設(shè)計及優(yōu)化提供指導(dǎo)。
　　5.固定轍叉結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)動力學(xué)評估
　　基于車輛—道岔空間耦合動力學(xué)理論，分析固定轍叉各結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)對固定轍叉區(qū)輪軌動力特性的影響規(guī)律;綜合各設(shè)計參數(shù)提出能夠有效提高列車通過固定轍叉時運行安全性和平穩(wěn)性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案;最后分析了貨物列車、旅客列車直逆向過岔時，列車軸重及速度對固定轍叉區(qū)輪軌