地铁车辆起动区段钢轨波磨成因分析

U213.42%TH113.1%TH117.1; 为研究地铁出站口附近直线起动区段钢轨波磨形成原因,利用有限元软件ABAQUS建立了三维实体轮对-轨道瞬态滚动接触模型,并结合现场实测,从时域和频域上对波磨现象进行了分析.研究结果表明:车辆起动过程中,车轮与钢轨表面接触带会产生准周期特性的滑移区域,且滑移区域中心之间的距离与实测波磨的波长范围接近,从而验证了模型的合理性和有效性;轮轨系统的不稳定摩擦自激振动是导致实测区段钢轨波磨产生的根本原因,正是由于轮轨蠕滑力"饱和-非饱和"的周期特性,最终促使了波磨的形成;钢轨和车轮的垂向振动加速度等级在160～230 Hz频率范围内均出...

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Published in振动、测试与诊断 Vol. 43; no. 3; pp. 442 - 449
Main Authors 王志强, 雷震宇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室 上海,201804 01.06.2023
同济大学铁道与城市轨道交通研究院 上海,201804
Subjects
瞬态滚动接触模型
地铁
起动区段
钢轨波磨
摩擦自激振动
滑移
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ISSN1004-6801
DOI10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2023.03.004

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Summary:U213.42%TH113.1%TH117.1; 为研究地铁出站口附近直线起动区段钢轨波磨形成原因,利用有限元软件ABAQUS建立了三维实体轮对-轨道瞬态滚动接触模型,并结合现场实测,从时域和频域上对波磨现象进行了分析.研究结果表明:车辆起动过程中,车轮与钢轨表面接触带会产生准周期特性的滑移区域,且滑移区域中心之间的距离与实测波磨的波长范围接近,从而验证了模型的合理性和有效性;轮轨系统的不稳定摩擦自激振动是导致实测区段钢轨波磨产生的根本原因,正是由于轮轨蠕滑力"饱和-非饱和"的周期特性,最终促使了波磨的形成;钢轨和车轮的垂向振动加速度等级在160～230 Hz频率范围内均出现了峰值区域,且频率范围与实测波磨的特征频率范围174～198 Hz接近,这进一步说明钢轨波磨是轮轨系统摩擦自激振动引起的车轮-钢轨共振所产生;在忽略初始不平顺的前提下,钢轨表面的波磨会随着车轮运行次数的增加呈现线性增长趋势,因此适当地采取钢轨打磨以及轨面润滑等措施尤为重要.
ISSN:1004-6801
DOI:10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2023.03.004