鋼軌綜合摩擦管理策略對輪軌磨耗的影響研究.pdf

1、在我國鐵路跨越式發(fā)展中，高速與重載是鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾l(fā)展方向，進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國重載運(yùn)輸技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，然而伴隨著列車運(yùn)行速度的提高及載運(yùn)重量的加大，輪軌磨耗問題日益嚴(yán)重，輪軌磨耗已經(jīng)成為重載貨運(yùn)鐵路發(fā)展過程中的關(guān)鍵性問題。
　　通過研究輪軌磨耗的形成機(jī)理，發(fā)現(xiàn)解決既有線路輪軌磨耗問題普遍采用鋼軌打磨和輪軌潤滑（摩擦管理）作業(yè)兩種方法，高速鐵路以預(yù)防性打磨與廓型打磨為主，而對重載鐵路而言，輪軌潤滑是解決輪軌磨耗問題的重要手

2、段。本文主要研究如何通過合理的鋼軌綜合摩擦管理策略有效解決輪軌磨耗問題而不影響列車的平穩(wěn)、安全運(yùn)行。所謂鋼軌綜合摩擦管理策略，是指“選擇合適的鋼軌綜合摩擦控制方法”，配以“可行的鋼軌摩擦控制劑或潤滑劑”并配合“相應(yīng)的鋼軌摩擦控制裝置”三項(xiàng)內(nèi)容，而選用“合適的鋼軌綜合摩擦控制方法”是鋼軌綜合摩擦控制策略實(shí)施與研究的重點(diǎn)。
　　為系統(tǒng)評定鋼軌綜合摩擦管理措施對輪軌系統(tǒng)安全性、平穩(wěn)性和磨耗性的影響，采用線性加權(quán)的多目標(biāo)優(yōu)化方法對其進(jìn)行評

3、估，安全性指標(biāo)選用脫軌系數(shù)和輪重減載率，并修正兩者在變摩擦系數(shù)工況下的評定準(zhǔn)則，平穩(wěn)性指標(biāo)采用車體加速度值，磨耗性指標(biāo)則選用Elkins磨耗指數(shù)、摩擦功率、輪軌橫向力、輪軸橫向力及輪對沖角5項(xiàng)指標(biāo)。
　　采用SIMPACK多體動(dòng)力學(xué)軟件建立C80-ZK6的車輛-軌道動(dòng)力學(xué)模型，針對不同的鋼軌摩擦管理策略進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，分析不同模式的摩擦管理方式下車輛模型分別在直線與曲線區(qū)段上的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。在直線上針對軌頂摩擦管理、軌側(cè)摩擦管理及全

4、廓面同步摩擦管理模式進(jìn)行仿真，而在曲線上則針對“內(nèi)、外軌對稱的摩擦管理”和“內(nèi)、外軌非對稱的摩擦管理”兩種狀態(tài)分別進(jìn)行仿真研究，而兩種摩擦管理狀態(tài)同時(shí)包括軌頂摩擦管理、軌側(cè)摩擦管理及全廓面同步摩擦管理三大類摩擦管理模式。
　　由多目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果得出，對普通直線線路采用摩擦管理措施時(shí)，建議僅對軌側(cè)進(jìn)行摩擦管理，必要時(shí)可對鋼軌軌項(xiàng)進(jìn)行摩擦管理;對于普通曲線線路采用摩擦管理措施時(shí)，建議采用內(nèi)、外軌非對稱的全廓面鋼軌綜合摩擦管理。一般地，建