地鐵車輛車輪踏面滾動圓附近磨耗相關問題研究.pdf

1、地鐵作為一種公共交通工具由于其具有節(jié)約能源、運量大、速度快、采用地下隧道不占用城市土地和空間等方面的特點在人口密度較高的城市具備極大的適用性。因此從上世紀50年代開始世界各國掀起了興建地鐵的熱潮。但是隨著地鐵運營里程的不斷增加以及運營速度的不斷提高，車輪踏面磨耗廣泛存在于地鐵現場，車輪踏面的非正常磨耗對于地鐵的正常運行具有極大的危害，并直接影響車輛系統(tǒng)動力學性能如行車平穩(wěn)性、安全性和穩(wěn)定性，同時由于車輪鏇修等原因將增加維修工作量以及運營

2、成本。車輪磨耗是地鐵車輛研究的重點也是難點，掌握地鐵車輛的磨耗規(guī)律對于提高車輛長期運行的可靠性、保證運行安全、降低運營成本具有十分重要的意義。
　　本論文的主要工作如下:
　　建立一個由一個車體、兩個轉向架構架以及四個輪對、8個軸箱共計15個剛體所組成，包含50個自由度的非線性地鐵車輛動力學模型。
　　研究國內某地鐵線路上，地鐵車輛在不同半徑曲線線路上（包含直線）運行相同距離后(10km)各位車輪的磨耗深度，以及磨耗位

3、置。從線路設置角度探討產生滾動圓附近磨耗的原因。計算了在不同磨耗深度下，車輛在該線路上往返一次所產生的磨耗量，分析地鐵車輛在該線路上運行產生踏面磨耗的過程，并與線路實測數據進行對比，發(fā)現磨耗深度與磨耗位置均與實測結果基本一致。分析不同磨耗寬度內磨耗深度對車輛動力學的影響，動力學分析結果表明:隨著磨耗深度的增大，車輪的等效錐度增大，導致車輛系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，平穩(wěn)性也隨之有所變差。所以當磨耗深度達到一定程度后為了滿足車輛對平穩(wěn)性和穩(wěn)定性要求

4、，應考慮適當降低運行速度或者打磨鏇輪。
　　討論相關關鍵參數對車輪踏面磨耗的影響，包括車輪硬度、軸距、轉臂縱向剛度、轉臂橫向剛度、一系鋼簧垂向剛度、一系鋼簧橫向剛度、抗側滾扭桿剛度、軸距。結果表明，車輪踏面磨耗隨著車輪硬度的增加而降低，隨著轉臂縱向及橫向剛度的增加而變大;一系鋼簧垂向、橫向剛度對于輪軌磨耗的影響較小，且主要表現在直線線路上，直線上各車輪踏面磨耗深度隨一系鋼簧垂向、橫向剛度的增大而略有增大;曲線線路上隨著軸距增大，車