高速铁路无缝钢轨断缝瞬态冲击行为分析

摘要：

无缝线路钢轨焊缝及其热影响区在温度力作用下可能发生钢轨折断形成断缝.为了研究钢轨折断对列车运营安全的影响,对轮轨接触受力特性及其材料高频动态响应进行了分析.首先,建立了ANSYS/LSDYNA三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型;然后,根据不同速度轮轨力时域响应规律,选择了合适的模型计算工况,并且通过计算轮轨接触受力特性和材料高频动态响应,分析了车轮跨越断缝的安全问题;最后,通过小波变换获取了车轮跨越断缝时轮轨力的频域分布.结果表明:断缝处轮轨高频冲击力峰值随断缝长度变化先减小后增大,转折点处断缝长度与行车速度负相关;车轮通过断缝时,钢轨最大剪切应力超过材料破坏极限,易导致钢轨材料脆断;轮轨力时频图中存在两个特殊频率成分,分别对应高频冲击荷载(1500 Hz左右)及二次冲击荷载(450 Hz左右),断缝长度对轮轨力频域分布影响较小.

关键词：无缝线路、断缝、高频冲击、时域分析、频域分析、瞬态分析

所属期刊栏目：55

分类号：U213.6(铁路线路工程)

资助基金：中央高校基本科研业务费专项资金;中国科协青年人才托举工程;国家自然科学基金杰出青年科学基金

在线出版日期：2020-12-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1348-1354