CRH380BL動(dòng)車組踏面磨耗規(guī)律研究及動(dòng)力學(xué)影響分析.pdf

1、2008年8月，京津高速鐵路客運(yùn)專線投入運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著中國(guó)進(jìn)入高速鐵路時(shí)代。車輪磨耗是高速鐵路上最常見的現(xiàn)象，車輪的運(yùn)用狀態(tài)直接關(guān)系到高速列車的運(yùn)行品質(zhì)和運(yùn)營(yíng)成本。
　　通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，不同線路對(duì)列車車輪磨耗具有較大影響，文章開篇選取京滬線、滬杭線上CRH380BL列車各一列展開研究，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明列車1號(hào)車廂、16號(hào)車廂相比其它車廂輪徑磨耗較快;滬杭線上列車運(yùn)行0-80萬公里期間車輪輪徑平均磨耗量為0.83mm每10萬公里，80-

2、108萬公里期間，輪徑平均磨耗量為0.56mm每10萬公里，108-128萬公里期間，輪徑平均磨耗為1.74mm每10萬公里。京滬線CRH380BL-6461在0-100萬公里期間平均磨耗率為0.79mm每10萬公里。
　　踏面外形分析結(jié)果，列車運(yùn)行0-10萬公里期間車輪外形輪廓磨耗嚴(yán)重，磨耗主要表現(xiàn)為輪緣磨耗，其次為滾動(dòng)圓附近磨耗。踏面磨耗量分析結(jié)果，列車運(yùn)行0-100萬公里期間踏面磨耗檢測(cè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)明顯的周期性變化，在0-20萬

3、公里期間，車輛每運(yùn)行10萬公里踏面磨耗增加0.36mm。車輛運(yùn)行20-50萬公里和50-75萬公里，車輪踏面磨耗率非常接近，為0.30 mm每10萬公里，此階段車輪踏面磨耗較穩(wěn)定，75-100萬公里車輪踏面磨耗速率較快，為0.42mm每10萬公里。同軸輪徑差的分析結(jié)果，在0-100萬公里期間，同軸輪徑差均在1.0mm以內(nèi)，在50-75萬公里間，同軸輪徑差隨運(yùn)行里程近似呈線性遞增，表現(xiàn)為輪對(duì)發(fā)生偏磨，在75-100萬公里間輪對(duì)同軸輪徑差最

4、大，主要分布在0.3-0.6mm。
　　本文以輪徑為因變量，輪徑差、踏面外形各參數(shù)為自變量進(jìn)行回歸分析，發(fā)現(xiàn)輪徑變化受輪緣、同轉(zhuǎn)向架輪徑差影響較大。輪徑與輪緣存在較顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，輪徑與同轉(zhuǎn)向架存在較顯著的正相關(guān)性。從而說明在列車整個(gè)運(yùn)行過程中嚴(yán)格控制車輪輪緣值范圍及同轉(zhuǎn)向架輪徑差值的范圍有助于控制整車磨耗功率。基于馬爾可夫退化思想推導(dǎo)出一個(gè)鏇修周期內(nèi)車輪退化狀態(tài)計(jì)算公式，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出每走行5萬公里分別退化0，1，2個(gè)等級(jí)的概

5、率，已知當(dāng)前時(shí)刻的輪徑分布，在MATLAB里可以較方便的預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的輪徑的分布。
　　本文最后建立380BL列車動(dòng)力學(xué)仿真模型，模擬列車以350km/h速度通過曲線超高為175，緩和曲線680m，曲線半徑為7000m的右側(cè)曲線時(shí)，輪徑，輪徑差，踏面磨耗對(duì)列車運(yùn)行安全性及平穩(wěn)性的影響。其中還對(duì)比分析了曲線半徑相同，不同超高和緩和曲線長(zhǎng)度對(duì)列車動(dòng)力學(xué)性能的影響，分析了輪徑相同速度不同對(duì)列車動(dòng)力學(xué)性能的影響。輪徑仿真得出在輪重不變的情

6、況下，輪徑變化對(duì)列車動(dòng)力學(xué)參數(shù)影響不大，只是整車磨耗功率隨著輪徑的減小而減小。輪對(duì)輪徑差從-2mm到2mm時(shí)，得出車輛過右曲線時(shí)，外軌車輪輪徑較內(nèi)軌側(cè)車輪輪徑越大，脫軌安全性風(fēng)險(xiǎn)越大;過右側(cè)曲線時(shí)，無論是左側(cè)輪徑大，還是右側(cè)輪徑大都會(huì)影響列車運(yùn)行平穩(wěn)性;在同等大小的輪徑差情況下，外軌車輪輪徑大于內(nèi)軌車輪輪徑時(shí)，列車平穩(wěn)性較內(nèi)軌車輪輪徑大于外軌車輪輪徑要好;無論是正方向輪徑差還是反方向輪徑差，整車磨耗功率都是隨著輪徑差變大而逐漸增大，且增