磨耗钢轨经济性打磨型面研究

摘要：

磨耗钢轨的恢复原型打磨方式极易造成钢轨材料的过度去除,合理的磨耗钢轨打磨型面对于改善列车的轮轨匹配性能、提高列车运行安全及延长钢轨寿命具有重要的意义.基于NURBS曲线理论建立钢轨型面曲线的重构方法,结合钢轨型面特性,选择标准60 kg/m钢轨(CN60)型面曲线上的离散化13个型值点作为设计变量,以减少打磨去除材料和减小脱轨系数为目标,以钢轨型面几何特性和降低钢轨磨耗为约束条件,基于Archard磨耗计算模型,提出货运铁路钢轨经济性打磨型面的设计方法.采用优化算法进行求解,建立轮轨接触模型和车辆-轨道耦合动力学模型进行计算.研究结果表明:设计的Rgri60打磨型面具有良好的轮轨接触特性,与LMa车轮匹配中,轨距角与车轮轮缘部分接触性能变好;与标准轨面打磨方法相比,材料的去除量减少了12.35％;脱轨系数的最大值降低了5.63％.同时,与CN60/LMa轮轨匹配相比,Rgri60/LMa匹配的左右钢轨磨耗分别减少28.19％和33.48％;导向轮对的左右车轮磨耗分别降低11.38％和33.88％.与恢复标准打磨型面方法相比,本文设计的Rgri60打磨型面具有更好的动态特性和缓磨特性.

关键词：钢轨磨耗、钢轨打磨、型面优化、NURBS

所属期刊栏目：17

分类号：U271.91(车辆工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51665014

在线出版日期：2020-12-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2493-2502