踏面形狀對地鐵車輛動力學性能及輪軌磨耗影響研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，城市化進程不斷加快，地鐵作為一種方便、快捷、環(huán)保的交通工具，在提高城市居民出行效率，緩解交通擁堵等方面發(fā)揮了重要作用。與大鐵路車輛相比，地鐵車輛運營速度較低，運行線路處于地下，而且具有曲線半徑較小，運行線路固定的特點，這些特點導致了其較為特殊的輪軌關(guān)系。此外，城市軌道交通系統(tǒng)現(xiàn)已成功開行120km/h的快速地鐵車輛，速度的提高不僅會影響車輛運行平穩(wěn)性和安全性，還會影響輪軌間的磨耗。因此，研究不同踏面對不同速度地鐵

2、車輛的動力學性能、磨耗的影響具有較為重要的意義，也為地鐵車輛的車輪踏面的選擇和檢修、曲線線路設(shè)計等提供了理論基礎(chǔ)。
　　本文闡述了國內(nèi)地鐵車輛的發(fā)展概況和地鐵車輛的種類，簡要敘述了國內(nèi)外對輪軌磨耗研究的現(xiàn)狀。本文以多體動力學基本原理為基礎(chǔ)，通過基本假設(shè)和線性關(guān)系處理等方法，采用系統(tǒng)動力學仿真軟件SIMPACK建立了地鐵車輛的動力學模型。在相同條件和工況下，仿真模擬80km/h和120km/h地鐵車輛分別匹配LM磨耗型踏面和DIN5

3、573磨耗型踏面，對比分析其以不同速度運行時的穩(wěn)定性、平穩(wěn)性以及曲線通過安全性等動力學性能。本文從輪軌接觸的幾何關(guān)系角度出發(fā)，對比LM磨耗型踏面和DIN5573磨耗型踏面的滾動圓半徑差、輪軌接觸角差和輪對等效錐度，并介紹輪軌間磨耗的計算模型，同時，采用霍依曼磨耗指數(shù)和愛因斯磨耗指數(shù)，分別對地鐵車輛通過直線和曲線的情況下不同踏面對輪軌磨耗的影響進行分析比較。此外，本文研究了曲線線路技術(shù)參數(shù)，例如曲線半徑大小、超高設(shè)置、緩和曲線長度，對地鐵

4、車輛動力學性能和磨耗的影響，并對120km/h地鐵車輛曲線線路參數(shù)進行了簡單的計算分析。
　　分析結(jié)果表明:80km/h和120km/h地鐵車輛分別匹配LM磨耗型踏面和DIN5573磨耗型踏面以不同速度運行時，車輛運行穩(wěn)定性、平穩(wěn)性以及曲線通過安全性等指標基本滿足要求。在相同條件下，LM磨耗型踏面具有良好的曲線通過性能，而DIN5573磨耗型踏面在直線上具有良好的運行穩(wěn)定性;從磨耗角度來看，因為直線上只考慮踏面和軌面間的磨耗，所以