动车组转向架轮轨接触研究-中国期刊网

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（整期优先）网络出版时间：2024-03-11

作者: 任延珺奚星泽

建筑科学 >建筑技术科学

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任延珺奚星泽

中车长春轨道客车股份有限公司长春中国 130062

摘要本文主要对动车组转向架轮轨接触进行深入研究。轮轨接触是动车组运行过程中的重要环节，其接触状态直接影响到动车的运行安全和稳定性。本文将从轮轨接触理论、接触应力分析、磨损机制等方面进行阐述，并探讨优化轮轨接触的措施和方法。

关键词：轮轨接触

一、引言

动车组作为现代铁路运输的重要组成部分，其运行速度和稳定性对于提高铁路运输效率具有重要意义。转向架作为动车组的关键部件，其轮轨接触状态直接影响到动车组的运行性能。因此，对动车组转向架轮轨接触进行研究具有重要意义。

二、轮轨接触理论

1.赫兹接触理论：赫兹接触理论是研究轮轨接触的基本理论，它认为轮轨接触为椭圆面接触，接触应力呈赫兹分布。通过赫兹接触理论可以计算出轮轨接触点的应力分布和变形情况。

2.弹性流体动压润滑理论：在高速运行条件下，轮轨接触点存在流体动压润滑效应，此时需要采用弹性流体动压润滑理论来描述轮轨接触状态。该理论可以预测轮轨接触点的润滑性能和摩擦系数，有助于优化轮轨接触设计。

三、接触应力分析

1.垂直应力：垂直应力是动车组运行过程中轮轨接触点的主要应力形式。根据赫兹接触理论和弹性流体动压润滑理论，可以计算出垂直应力的分布和大小，为优化轮轨接触设计提供依据。

2.横向应力：在曲线通过时，动车组会受到横向力的作用，导致轮轨接触点产生横向应力。横向应力的存在会加速轮轨磨损和损伤，因此需要采取措施减小横向应力。

四、磨损机制

1.粘着磨损：在高速运行条件下，轮轨接触点的温度升高会导致材料软化，容易发生粘着现象。粘着磨损会导致轮轨表面损伤和材料转移。

2.磨粒磨损：磨粒磨损是由于轮轨表面粗糙度、异物等因素导致硬颗粒嵌入轮轨表面，形成犁沟状的划痕。磨粒磨损会导致轮轨表面粗糙度增加，影响动车组的运行性能。

3.疲劳磨损：疲劳磨损是由于轮轨表面在交变应力的作用下发生疲劳裂纹和剥落的现象。疲劳磨损会影响轮轨表面的完整性，增加运行噪音和振动。

五、优化措施和方法

1.选用高强度、高耐磨性的材料制作轮轨，提高轮轨表面的硬度和耐久性。

2.优化轮轨表面的粗糙度，减小磨粒磨损的影响。可以采用喷丸、激光熔覆等技术对轮轨表面进行处理，提高其抗磨性能。

3.对动车组转向架进行动力学优化，减小轮轨接触应力，降低磨损风险。可以通过改变悬挂参数、优化车轮外形等方法实现。

4.引入智能监测系统，对轮轨接触状态进行实时监测和预警，及时发现和处理潜在的磨损问题。同时，可以通过大数据分析优化轮轨设计，提高其适应性。

5.重视轮轨材料的循环利用和环境保护，采用环保材料和工艺，降低生产成本和资源消耗。同时，加强废弃轮轨的回收和再利用，实现可持续发展。

动车组转向架轮轨接触研究