车轮与高速道岔翼轨的接触分析

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1、龙源期刊网 车轮与高速道岔翼轨的接触分析作者：李响 张军 王春艳 王大奎 来源：计算机辅助工程2013年第 01期摘要： 为合理设计道岔，更好地匹配轮对和道岔型面，用有限元法求解车轮与高速道岔 翼轨的接触问题.建立 4种不同型面车轮与高速道岔翼轨接触的有限元模型，分析车轮通过高 速道岔翼轨的轮岔接触斑和等效应力的变化规律.计算结果表明：机车车轮与翼轨的接触斑位 于翼轨轨顶外侧，动车车轮与翼轨接触的接触斑位置在翼轨轨顶中部；磨耗后JM3型面车轮 与翼轨接触时，容易出现应力集中，尤其是在距离心轨尖端50 cm位置处；磨耗后JM3型面 车轮与翼轨接触产生的等效应力最大.关键词： 车轮； 心轨； 道岔

2、； 型面； 翼轨断面； 匹配； 横移量； 接触斑； 应力中图分类号：U213.6 ； TB115.1文献标志码：B引言高速道岔是高速铁路的关键技术之一.车轮与道岔型面不匹配将使列车在运行过程中产生 许多问题，如运行失稳、曲线通过性能低以及轮轨接触应力水平高等，导致车轮与道岔型面磨 损严重或过早地形成疲劳裂纹、旅客乘坐舒适性差以及噪声大等问题，严重时会导致列车脱轨. 合理的车轮与道岔型面匹配，对改善车辆运行平稳性、提高曲线通过能力、降低车轮与道岔的 接触力和磨损、提高车轮与道岔的疲劳寿命以及保证行车安全等具有重要意义.1针对上述问题，国内外的专家学者进行大量研究：金学松等2和温泽峰等3分析磨耗和 锥形这2种型面车轮在滚动接触过程中的接触应力、蠕滑率和摩擦功，结果表明， 2种型面轮 对与钢轨接触，接触应力、蠕滑率和摩擦功都存在明显的区别；WIEST等4建立4种基于不 同理论的轮轨接触模型，为弹塑性结构的研究和轮轨接触区域蠕滑的研究作出贡献；任尊松等 5利用空间轮轨接触几何关系理论和 Hertz 非线性弹性接触理论，研究道岔区车轮与同侧并列 的两股钢轨同时接触的两点接触问题； SHEN 等6通过接触角曲线反推车轮踏面外形；王平7 建立道岔区轮轨相互作用的空间耦合振动模型，分析可动心轨道岔与固定辙叉道岔动力性能的 差别.