30t轴重重载列车轮轨法向接触应力分析

合集下载

30 t轴重重载铁路轨道刚度研究

30 t轴重重载铁路轨道刚度研究李子睿;李炜红;司道林;刘海涛;王敏【摘要】重载铁路轨道的刚度由钢轨、支点间距和轨下支承刚度共同决定，合理的轨道刚度对延长轨道结构的使用寿命、减少现场养护维修工作量、提高线路的经济效益有着重要的实际意义。

本文结合大秦线重载铁路扣件弹性垫层的使用情况，探讨了在30 t列车轴重作用下，不同钢轨类型及不同道床支承状态所对应的弹性垫层刚度范围。

分析认为：30 t轴重重载铁路轨道宜使用68 kg/m 钢轨或75 kg/m 钢轨；对于新建重载有砟轨道线路弹性垫层刚度选取范围为120～160kN/mm；对于既有有砟轨道重载改造线路弹性垫层刚度选取范围为100～140 kN/mm；对于刚性道床重载无砟轨道线路弹性垫层刚度选取范围为40～60kN/mm。

【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P135-137)【关键词】重载铁路;轨道刚度;弹性垫层刚度【作者】李子睿;李炜红;司道林;刘海涛;王敏【作者单位】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院标准计量研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U213.2+111 国内外重载铁路刚度研究轨道刚度由钢轨、扣件间距及轨下支承刚度共同决定。

在钢轨类型和扣件间距一定的情况下，支点刚度过大，列车通过时会引起扣件节点承受的垂向荷载过大，加速扣件伤损;反之，支点刚度过小，列车通过时轨道变形过大增大了行车阻力。

所以，合理的轨道刚度对延长轨道部件的使用寿命、降低现场养护维修工作量和运营成本意义重大。

世界各国根据各自的使用经验选取不同的弹性垫层刚度指标，目前没有成熟的设计理论和确定的弹性值，弹性垫层的刚度指标均是在理论分析的基础上，经过大量试验和长期实践确定的。

30t轴重重载列车轮轨法向接触应力分析

轴重30t重载线路钢轨接头夹板抗弯刚度研究

通过表 1 可以看出同样轴重情况下，既有全断面
接头夹板的抗弯刚度由所用材料的弹性模量和夹板的水平轴惯性矩来决定，夹板材料的弹性模量为 2. 1 × 105 MPa，考虑到材料成本和生产工艺，通过提高夹板的水平轴惯性矩来提高接头夹板的抗弯刚度。
首先考虑没有接头仅有 75 kg / m 钢轨母材，受到 375 kN( 30 t 轴重) 垂向力的情况; 其次将夹板的抗弯刚度比分别从既有的 31% 提高到 50% ，60% ，80% ， 90% 直至 100% ，计算结果如表 2 所示。将计算结果在同一坐标系下画出来，如图 5 ～图 8 所示。
收稿日期: 2012-06-25; 修回日期: 2012-08-20 作者简介: 张欢( 1986— ) ，男，辽宁锦州人，硕士研究生。
图 1 台阶示意图
图 2 错牙示意图
同一接头，在车轮相同速度的情况下，轮重垂直力 P 越大，则台阶值 z 越大，通过轨缝 λ 越大，迎轮轨轨端形成的冲击荷载 P1 越大。冲击荷载 P1 是引起轨头破损、螺栓孔裂纹和接头轨枕裂纹的主要原因，同时将导致道床较大的振动加速度，致道砟破碎、道床沉陷、边坡坍塌。
585. 6 192. 5 0. 727
轴重 30 t 既有全断
面夹板
1. 529
1. 021 217. 6
328. 8 156. 3 0. 553
变化幅度
－ 12%
－ 15% － 4%
－ 44% － 19% － 24%
为了比较直观地看出标准双头式夹板与既有全断面夹板受力及变形的区别，将钢轨接头处支点反力计算结果在同一坐标系下画出来，如图 4 所示。
铁道建筑
2012 年第 11 期
Railway Engineering

大轴重货运交流传动电力机车轮轨接触研究

力机车轮轨接触研究
侯耐，黄成荣，邹文辉，陈喜红，向阳
（１中国南车集团株洲电力机车有限公司，湖南株洲４１２００１；２中国铁路总公司运输局机务部，北京１００８４４）
表５载荷工况３轮轨接触计算结果
表６载荷工况４轮轨接触计算结果
３结论
（５）通过对工况１和工况２的比较可知，ＥＲ。材质
通过上述分析可知：（１）由于车轮屈服极限小于钢轨屈服极限，轨头
９Ｏ
铁路重载机车技术论文集
第３３卷
增大１６ＭＰａ左右，而ＥＲ。材质ｖｏｎ — Ｍｉｓｅｓ应力仅增大
２ＭＰａ左右。
表３载荷工况１轮轨接触计算结果
表４载荷工况２轮轨接触计算结果
ｖｏｎ
—
车轮的最大ｖｏｎ — Ｍｉｓｅｓ应力受牵引力的影响相对较小，但要确定是否更适合大轴重机车，还有待进一步的研
应变
换轨将给列车的正常运行带来很大的麻烦和经济损失，
所以通常情况下，轮轨材料选择的准则是牺牲车轮寿命
图１轮轨材料模型表１钢轨特性
而保证钢轨的寿命。但是轮轨作为一对摩擦副，其使用性能是轮轨系统的综合表现，并且轮轨的耐磨性能与抗疲劳性能表现为相互竞争和制约的耦合关系。

30t轴重重载铁路轨道结构技术创新与发展

３０ｔ轴重重载铁路
轨道结构技术创新与发展
张志方：中国铁路总公司科技管理部，高级工程师，北京，１００８４４
摘
要：论述国内外重载铁路总体现状和国
内外重载铁路轨道结构现状及发展，以及新
建山西中南部铁路通道概况。从有砟轨道、
根据对５０ｔ轴重重载铁路轨道结构体系的技
道结构技术体系。
术创新实践，提出加强对科研成果的总结和
凝练，通过优化形成完善的５０ｔ轴重重载铁
１国内外重载铁路轨道结构现状及发展
１．１国内外重载铁路总体现状
表３国内外重载铁路混凝土轨枕主要参数
ＣＨＩＮＥＳＥＲＡＩＬＷＡＹＳ２０ ’ ４国３
基苎
一１３—
埋铁座抵抗横向荷载，以增大扣压件扣压力、提高扣压时速１６０ｋｍ以下重载铁路和客货混运铁路上主要使用固件弹性为技术发展方向。世界各国重载铁路逐渐使用优定型辙叉，岔枕和铁垫板的联结多采用预埋铁座和ｅ型质道砟延长道床寿命和维修周期，并规定不得采用石灰弹条结构。岩道砟，同时采用级配较宽的道砟产品，以利于颗粒间的咬合。我国大秦重载铁路重车线采用７５ｋｇ／ｍ钢轨的１２号和１８号道岔，大包铁路采用６０ｋｇ／ｍ钢轨的１２号和ｌ８号
块式无砟轨道的弹条型扣件适用于现浇枕式双块式或长枕埋入式无砟轨道的wj12型扣件并进330t轴重重载铁路轨道结构技术创新行了全面系统设计试制和试验研究提出了弹性原铁道部于2011年系统安排了30t轴重重载铁路支承块式无砟轨道用混凝土支承块暂行技术条件线桥隧科研计划课题轨道结构方面科研课题主要有弹性支承块式无砟轨道用微孔橡胶垫板暂行技术条30t轴重重载铁路有砟轨道关键技术研究30t轴件弹性支承块式无砟轨道用橡胶套靴暂行技术重重载铁路隧道内无砟轨道关键技术研究30t轴条件双块式无砟轨道用双块式轨枕暂行技术条重重载铁路道岔技术研究和30t轴重重载铁路钢轨件长枕埋入式无砟轨道用混凝土轨枕暂行技术技术体系及标准的研究2013年中国铁路总公司科技条件弹条vii型扣件暂行技术条件wj12管理部加强组织协调全力推进技术攻关为在山西中型扣件暂行技术条件等无砟轨道相关技术条件

高速重载滚动轴承接触应力和变形的有限元分析

一６２～机械设计与制造ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ第１０期２００８年１０月文章编号：１００ｌ一３９９７（２００８）１０—００６２—０２高速重载滚动轴承接触应力和变形的有限元分析蒋立冬１应丽霞２（１哈尔滨第七Ｏ－－研究所传动研究室，哈尔滨１５００３６）（２哈尔滨工程大学机电工程学院，哈尔滨１５０００１）Ｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ０ｆｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄａｎｄｈｅａｖｙ．ｄｕｔｙｒｏｌｌｉｎｇｂｅａｒｉｎｇｂｙＦＥＭＪＩＡＮＧＬｉ－ｄｏｎｇＩ，ＹＩＮＧＬｉ－ｘｉａ２（１ＨａｒｂｉｎＮｏ．７０３ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｈａｒｂｉｎ１５００３６，Ｃｈｉｎａ）（２ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｉｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）【摘要】建立了高速重载滚动轴承接触应力和变形的三维分析模型，在对模型的边界条件进行合理假设的条件下，采用ＡＮＳＹＳ软件对滚动轴承的接触应力和变形进行了分析计算，编制了参数化计算程序，方便、直观地得出了轴承内、外圈以及滚动体不同部位的应力和变形。

计算结果与赫兹理论解具有较好的一致性，表明模型的建立以及约束条件的设置准确、合理。

计算结果为滚动轴承的设计和优化提供了依据，计算方法也便于工程应用。

关键词：滚动轴承；有限元分析；接触应力和变形【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ３Ｄｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄａｎｄｈｅａｖｙ－ｄｕｔｙｒｏｌｌｉｎｇｂｅａｒｉｎｇ．Ｗｉｔｈｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓｏｆｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｂｅａｒｉｎｇａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｃｏｄｅｓａｒｅｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｎ—ｔｕｔ‘ｔｔ＋ｏｎｔ‘ｓｔｔ。

30t轴重重载铁路有砟轨道道床结构设计分析

30t轴重重载铁路有砟轨道道床结构设计分析发布时间：2021-06-11T09:38:17.360Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：荣啸天[导读] 摘要：从发展重型国际铁路的角度来看，重型铁路运输一般通过增加车轴的重量和扩大列车编组的组成来提高运输能力和效率。

国能朔黄铁路公司肃宁分公司河北省沧州市 061000 摘要：从发展重型国际铁路的角度来看，重型铁路运输一般通过增加车轴的重量和扩大列车编组的组成来提高运输能力和效率。

由于重型列车的重量和长度增加，机车车辆车轮的重量增加，轨道载荷显着增加，轨道结构的破坏性性能高于传统轨道，离线轨道结构和基础设施的要求更高。

道床作为轨道结构的重要组成部分，构成轨道框架的基础。

道路提供了对水平轨道和垂直轨道的阻力，并保持了轨道的稳定性；提供轨道灵活性，以减轻和吸收车轮轨道上的冲击和振动；提供良好的排水性能。

如果床的结构不合理，很容易损坏平台和床，以及钢轨、横梁、紧固件等。

，从而缩短了轨道构件的寿命并增加了维护和保养工作量。

因此设计重型铁道床非常重要关键词：重载铁路；30t轴重;有砟轨道；道床设计；现场试验引言铁路基本技术政策要求，新建重轨设计时速不得超过100公里，轴重不得小于30吨，列车牵引质量万吨级及以上。

为研究开发30吨重铁路的公共工程技术，结合中国南铁通道工程建设，中国铁道总公司组织中国铁路研究院和中国铁道第二研究院对国内外铁路轨道的现状进行了研究，系统对30吨重铁路、叉车等进行了关键技术研究。

提出了30吨重轨和无轨轨道设计的主要参数，开发了新型重轨垫、紧固件、重叉、非轨结构部件，制定了相应的临时技术条件，初步建立了30吨轴轨轨道结构技术体系。

1、国内外重载铁路总体现状由于运行条件和技术设备水平不同，世界各地的铁路都有不同形式的重型列车运输。

对外重轨运输的主要特点是：轴大、组长、体积大、密度小，我国现有重轨运输的主要特点是运输量大、组长大、密度大、速度快、轴重小。

轮轨接触弹塑性应力应变分析

１．引言轮轨关系是车辆、轨道系统中最基本、最复杂的一个问题，轮轨接触应力的计算则是研究轮轨关系的基础，它是进一步研究车轮在轨道上的运行性能及轮轨表面损伤等问题的理论依据。

轮轨接触应力的理论计算，过去大多采用解析解和数值解，即将轮轨视为两个无限弹性半空间。

可是随着铁路向高速重载方向发展，使用解析解和数值解来解决轮轨关系问题的局限性也愈加突出。

这些解析解和数值解根本无法精确模拟车轮踏面与钢轨的真实几何形状。

文献［１］用ＳｕｐｅｒＳａｐ５软件包计算了钢轨内的弹性应力场，但是，文献［１］把接触荷载假设为一集中荷载，没有反映真实的轮轨接触行为。

由于在文献［２］中，张焱利用Ｋａｌｋｅｒ三维弹性体非Ｈｅｒｔｚ接触理论确定轮轨接触斑上的作用力作为钢轨外力输入，使其仍避免不了局限于半空间的假设。

列车是在不同的情况下运行的，轮轨的接触状态也是时刻不一样的。

本研究运用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件建立真实尺寸和边界条件的模型，讨论轴重、枕木支撑位置对轮轨接触弹塑性应力／应变场的影响。

２．计算模型分析按照货车轮对和轨道的实际尺寸建立计算模型。

我国货车标准轮径为８４０ｍｍ，采用这种轮径和ＬＭ磨耗形踏面建立模型，轨道选择６０ｋｇ／ｍ标准钢轨。

以６０ｋｇ／ｍ钢轨铺设的无缝线路为背景，采用轨枕间距为５５ｃｍ，取出长为６０ｃｍ的一段钢轨进行计算。

考虑到轮轨接触部位受力比其它部位大，因此只取对接触影响较大的下半轮建立模型。

为了更好的模拟轮轨接触的加载，轴与轮分别建立两个模型，它们之间的力通过接触方式传递。

轮、轨、轴的材料均采用双线形模型（如图１），弹性模量Ｅ＝２０．６×１０４ＭＰａ，泊松比为０．２８，强度极限为８８３．０ＭＰａ，应变强化模量Ｅｐ＝２．１×１０４ＭＰａ［３］。

模型对于铁轨与枕木之间的连接用固定约束模拟，另外为限制车轮的横向移动对其横向位移也加以限制。

图１材料的双线性模型图２整体模型的网格划分３．划分网格生成有限元模型对模型进行网格划分，本研究中的模型采用六面体单元网格。

30t轴重车单编万吨列车纵向冲动预测与分析

30t轴重车单编万吨列车纵向冲动预测与分析从20世纪80年代开始,在提速和重载两个方面对重载运输技术的研究,使我国的铁路运输在有限的线路里程上不断将运量最大化,极大地缓解了运能紧张的矛盾。

目前,我国的铁路重载运输正在向大轴重方向发展,这被公认为是提高重载运输效率的最有效途径之一。

我国重载专线普遍轴重是25t,近期研发了30t大轴重运煤专用敞车C96并进入试验测试阶段。

重载列车在采用空气制动系统进行制动时,受制动不同时性和制动力变化不均匀性的影响,易导致列车纵向冲动过大的问题。

为了保证开行大轴重列车的安全,有必要对其开展纵向冲动的研究。

为此本文使用空气制动与纵向动力学联合仿真系统对30t大轴重敞车C96在单编万吨形式下的纵向动力学性能进行预测分析。

计算在常用全制动和紧急制动时的纵向冲动水平,与单独编组25t轴重C80车的万吨列车进行比较。

在80km/h的初速度下,30t轴重车在常用全制动时最大车钩力为434kN,紧急制动最大车钩力为1262kN,相比25t轴重车常用全制动时最大车钩力减小14.8%,紧急制动时最大车钩力减小2.9%。

通过对影响两种轴重车不同因素分析发现:制动缸升压特性使最大车钩力在常用全制动和紧急制动分别增大27.3%和11%;轴重增加分别增大24.3%和5.9%;列车编组变短分别减小36.5%和13.1%;制动能力变低分别减小25.9%和10.8%。

四种因素影响合计分别减小10.8%和7%。

说明C96车在制动缸升压特性、列车编组车辆数、轴重以及制动能力四个因素的改变是导致编组C96车纵向冲动变化的主因。

对30t轴重C96车编组万吨列车在不同线路类型下制动时的纵向冲动进行预测,与25t轴重C80车编组万吨列车进行对比,相同线路类型下(平道+上坡,平道+下坡)30t轴重车的纵向冲动水平要略优于25t轴重车;对长大下坡道的循环制动进行仿真计算,C96车编组万吨列车可以顺利通过长大下坡道;分析在缓解工况时的纵向冲动水平,同样与25t 轴重车进行了比较,相同缓解工况下,C96车编组万吨列车的纵向冲动水平要略低于C80车编组万吨列车。

30吨轴重重载铁路轨道结构力学特性研究的开题报告

30吨轴重重载铁路轨道结构力学特性研究的开题报告一、选题背景随着铁路运输的不断发展，轨道结构的安全和耐久性成为越来越重要的问题。

而大型重载列车的运行，特别是30吨轴重级别的列车，对铁路轨道结构的荷载会带来更大的挑战，因此研究铁路轨道结构在30吨轴重条件下的力学特性具有重要意义。

二、研究目的和内容本项目旨在通过数值模拟和实验研究的方法，探究30吨轴重重载铁路轨道结构的力学特性，包括结构受力特性、应变分布、应力分布、疲劳寿命等方面。

具体研究内容包括：1. 建立30吨轴重重载列车和铁路轨道结构的三维仿真模型；2. 分析列车在行驶过程中对轨道结构的动态荷载；3. 分析轨道结构在动态荷载下的受力分析，研究其应力分布、应变分布等力学特性；4. 对轨道结构的疲劳寿命进行分析；5. 建立实验验证平台，对所得到的仿真结果进行验证。

三、研究意义和创新点本研究对于提高轨道结构的安全、耐久性和经济性具有重要意义。

通过深入了解轨道结构在30吨轴重条件下的力学特性，可以为轨道的设计、维护和规划提供科学的依据和技术支持。

同时，本项目在轨道结构疲劳寿命的研究方面具有创新性，可为相关领域的疲劳寿命分析提供重要的思路和方法。

四、研究方法和步骤研究方法主要采用数值模拟和实验验证相结合的方式。

具体步骤如下：1. 利用ANSYS等有限元分析软件，建立30吨轴重重载列车和铁路轨道结构的三维仿真模型，对列车和轨道结构进行数值模拟。

2. 分析列车全速行驶时对轨道结构的动态荷载，运用动力学理论研究列车和轨道之间的相互作用关系。

3. 运用有限元分析法，对轨道结构在动态荷载下的应力分布、应变分布等力学特性进行分析，并对轨道结构疲劳寿命进行估算。

4. 根据仿真结果，建立实验验证平台，对仿真结果进行误差分析和验证。

五、预计成果1. 深入了解30吨轴重重载铁路轨道结构的力学特性，为轨道的设计、维护和规划提供科学的依据和技术支持。

2. 研究轨道结构的疲劳寿命分析方法和理论，可为相关领域的疲劳寿命分析提供重要的思路和方法。

30t轴重重载铁路无砟轨道结构力学特性分析的开题报告

30t轴重重载铁路无砟轨道结构力学特性分析的开题
报告
1.研究背景及意义：
目前铁路交通发展迅猛，越来越多的列车需要运输重量巨大的货物。

而为满足高速列车和重载列车的轨道要求，建立安全、可靠的铁路无砟
轨道结构已经成为当今铁路工程学者关注的热点。

然而，目前国内对于
高速重载列车无砟轨道的研究还相对薄弱。

要进一步提升铁路运输能力，必须进行重载无砟轨道结构的深入研究和优化改进。

2.研究内容：
本研究将分析30t轴重重载铁路无砟轨道结构力学特性，通过建立
有限元模型，进行多种载荷条件下的数值模拟，获取相应的轨道结构响
应数据，并对结构响应特点进行分析。

研究内容主要包括以下几个方面：
(1) 确定轨道结构的受力特性，研究轨道的静动力学性能、稳定性特性和温度效应等。

(2) 建立轨道结构的有限元模型，以考虑轨道的各种变形模式，提高模拟结果的准确性和可靠性。

(3) 进行多种工况下的轨道结构数值模拟，比较各种不同载荷条件下的轨道结构响应特征，并对其进行分析。

3.研究方法：
本研究将主要采用数值模拟方法，利用有限元软件建立轨道结构的
数值模型，并进行多种载荷条件下的有限元分析，以获取轨道结构的应变、位移、应力等响应数据。

同时，采用统计学方法对数据进行分析，
以了解结构响应特点，并对其进行评价和分析。

4.预期成果及意义：
通过本研究，可以深入探究轮轨系统的结构力学特性及其响应规律，为轨道结构设计提供科学依据，为国内高速重载列车铁路交通的发展提
供技术支撑和理论指导。

同时，本研究还将为相关学科领域提供有关轮
轨系统力学分析方法的参考，推动相关学科的发展。

30 t轴重重载货车作用下常用跨度预应力混凝土简支梁动力响应的试验分析

30 t轴重重载货车作用下常用跨度预应力混凝土简支梁动力响应的试验分析蔡超勋;刘吉元;肖祥淋;胡所亭;苏永华【摘要】对朔黄铁路线上7座常用跨度预应力混凝土简支梁桥，在30 t轴重重载货车作用下梁体的动力响应进行了实测，取得了大量数据。

通过分析得到以下结论：实测梁体动力响应均在通常值范围内，满足安全限值要求；实测梁体挠度、应变与大轴重列车加载效应直接相关，实测值与轴重等级呈线性增长趋势，而梁体竖、横向振幅及加速度与列车轴重关系不明显；实测结果验证部分和理论分析成果为大轴重重载技术研究提供了数据支持，试验数据的处理方法可为类似试验提供参考。

%T he dynamic responses of the seven common-span prestressed concrete bridges under 30 t Axle Load Freight were measured in Shuozhou-Huanghuagang Railway. T hrough the test andanalysis,conclusions can be drawn as follows. The measured dynamic responses of the griders were within the range of the Ordinary-Values,and comformed to the Limit Values for the traffic safety. T he measured deflection and strain of the griders were directly related to the effect of the 30 t axle load. Either the vertical or the lateral amplitude and acceleration was not significantly related to the effect of the 30 t axle load. T he measured results and the theoretical analysis can be used to study the heavy haul technology with large axle load,and the method of data processing can be applied to other sim ilar tests.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】30 t轴重;重载货车;铁路桥梁;动力响应;测试分析【作者】蔡超勋;刘吉元;肖祥淋;胡所亭;苏永华【作者单位】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U441+.3朔黄铁路西起山西省神池县神池南站，东至河北省黄骅市黄骅港站，全长585 km，为国家Ⅰ级双线电气化重载铁路，与神朔铁路组成我国“西煤东运”的第二大通道。

30 t轴重12号重载道岔交叉渡线轮轨力学行为及安全性研究

30 t轴重12号重载道岔交叉渡线轮轨力学行为及安全性研究侯博文;高亮;崔日新;何雪峰【摘要】The turnouts designed for 30 t axle-load wagon have been used on central and southern heavy haul railway corridor in Shanxi province. However, no study has ever been conducted on auxiliary scissors crossover for heavy haul railway. Based on vehicle-turnout coupled dynamics, a No.12 scissors crossover coupled dynamic model for 30 t axle-load wagon is established with multi-body dynamics software SIMPACK. The influences of wagons passing though scissors crossover, wagon speed and rail cant on wagon running safety indexes are analyzed. Reasonable recommendations are proposed for the design of the scissors crossover for 30 t axle-load heavy haul railway.%30 t轴重重载道岔已在山西中南部通道正线上投入使用，但对配套重载交叉渡线的研究尚属空白。

基于车辆道岔耦合动力学，采用多体动力学分析软件SIMPACK建立30 t重载货车12号交叉渡线动力仿真模型，分析重载列车过岔方式、过岔速度及轨底坡设计对行车安全性的影响，为30 t轴重重载铁路交叉渡线的设计提供合理建议。

重载铁路钢轨磨耗状态下的轮轨法向接触特性

Abstract： Based on Kalker^s three-dimensional elastic rolling contact theory, the influence coefficient and the normal distance in the minimum complementary energy function were modified, making it proper for solving non-planar contact problems. Using the modified contact model, the wheel-rail normal contact characteristics at 30 t axle load was studied with a 100 million gross traffic tonnage of CHN75 profile worn rail and an LMA original profile wheel. The results show that the wheel-set lateral displacement has a significant impact on the contact characteristics. Remarkable changes of contact state can be seen at +12mm to + 14mm. Two-point contact
重载列车速度和轴重的不断提高，加剧了重载铁路钢轨的磨耗•磨耗使得轮轨接触状态发生改变，轮轨接触由单点接触变为两点接触或共形接触的概率大大提升，轮轨接触界面的作用变得更加复杂•研究表明，钢轨磨耗与轮轨法向接触应力直接相关X.

重载铁路路基基床应力分析及设计方法研究

重载铁路路基基床应力分析及设计方法研究我国重载铁路路基基床应力分析主要采用Boussinesq理论计算方法,对荷载分担作用系数研究不足,没有系统总结过25t~40t轴重作用下路基内应力分布的情况。

《重载铁路设计规范》(TB 10625-2017)采用强度控制准则制定了重载路基基床结构相关标准,但仍有优化扩展的空间。

通过对重载铁路路基基床应力分析及设计方法的研究,系统总结梳理路基内应力分布状态,提出适用于重载铁路路基结构设计方法的优化建议,对提升我国重载铁路路基基床结构设计水平具有重要意义。

采用国内外资料调研、室内试验、实尺模型试验、有限元数值计算分析和理论分析等手段,研究不同参数对路基内应力分布规律影响,对重载铁路路基基床设计方法进行深入研究探讨。

主要研究成果如下:1、我国《重载铁路设计规范》路基基床设计标准较他国严格。

美国、澳大利亚、南非等国具有各自成熟的标准体系,大多采用强度控制准则设计,普遍强化基床表层,填料类型规定基本一致,压实度方面我国规范要求较严格,检验指标较多,但国外对CBR的要求较我国严格。

2、系统总结了路基内应力分布与车辆参数、轨道结构参数、基床参数的关系。

有限元仿真计算与Odemark当量理论及Boussinesq理论计算结果差别小于5%,基本符合实测的无量纲应力衰减曲线;车辆轴重等参数对路基内应力影响较大,25t轴重与40t轴重路基面应力相差43.9kPa,涨幅基本成线性关系;轨道结构状态变化对路基内应力分布影响较大,40t轴重条件下可造成路基面应力幅值最大66.8kPa的增加,路基面应力极限值是常遇值的1.29倍;道床软化到小于基床表层模量的状态对路基面应力增大影响明显,路基面应力增加9kPa;基床模量变化对路基内应力分布影响不明显。

3、从基床破坏模式展开讨论,深入分析了基于强度控制和应变控制的基床设计方法。

建议重载铁路路基基床表层采用强度控制准则,基床总厚度即基床底层厚度采用应变控制方法确定,35t~40t重载铁路路基基床表层0.8m,底层厚度视填料性能而定,平均设计2.7m,最低设计0.7m。

高速列车车轮与轨道的接触力分析

高速列车车轮与轨道的接触力分析一、引言高速列车是现代交通运输的重要组成部分之一，其安全性和稳定性对于乘客的出行至关重要。

而车轮与轨道的接触力是决定高速列车在运行过程中的重要参数之一。

本文将对高速列车车轮与轨道的接触力进行分析与探讨。

二、接触力的影响因素1.车轮和轨道的几何形状：车轮和轨道的几何形状直接影响着接触力的大小和方向。

车轮和轨道表面的曲率半径、横向和纵向净空以及轮缘倾斜角度等几何参数都会对接触力产生影响。

2.轮轨之间的材料特性：车轮和轨道的材料特性也会对接触力产生影响。

材料的硬度、弹性模量以及表面的摩擦系数等特性会改变接触力的大小和分布。

3.列车运行速度：高速列车的运行速度对接触力的大小有着显著的影响。

随着列车速度的增加，接触力也会相应增加。

三、接触力的计算方法1.简化模型：接触力的计算可以使用一些简化的模型，例如Hertz 接触理论。

该理论假设车轮和轨道间的接触面是局部的球面接触，通过计算接触面的形状和弹性形变，进而得到接触力的大小。

2.有限元模拟：有限元模拟是一种更加精确和复杂的计算方法。

该方法通过将车轮和轨道抽象成有限元模型，并考虑材料的非线性、接触面的非球面特性等，来计算接触力的分布情况。

四、接触力的影响与优化1.影响因素的优化：通过优化车轮和轨道的几何形状，可以减小接触力的大小和不均匀分布。

例如，通过增加轮缘倾斜角度、改变曲率半径等方式，可以减小接触力的大小。

2.材料的选择与涂层：选择合适的材料和涂层也会对接触力产生影响。

例如，使用更具弹性的材料可以减小接触力的大小，而在轮轨接触面涂覆摩擦系数较低的涂层可以减小摩擦力。

3.轮轨维护与检测：定期对轮轨进行维护和检测也是保证接触力稳定性的重要措施。

通过检测轮轨的几何形状和材料状况，及时发现和修复存在的问题，以确保接触力的稳定性和可靠性。

五、总结高速列车车轮与轨道的接触力是确保列车安全稳定运行的重要参数。

通过合理优化轮轨几何形状、材料的选择与涂层、定期维护和检测等措施，可以减小接触力的大小和不均匀分布，提高列车运行的稳定性和乘客的安全感。

重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳研究

第33卷第3期铁道学报V ol.33　N o.3 2011年3月JO U RN A L O F T HE CHIN A RA IL WA Y SO CIET Y M arch2011文章编号:1001-8360(2011)03-0028-07重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳研究李　霞,　温泽峰,　金学松(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都　610031)摘　要:基于车辆动力学、非H er tz轮轨滚动接触理论和A rchar d磨损模型建立车轮磨耗预测模型。

利用该模型和安定图对重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳性能进行定性分析。

在数值计算中,主要考察轴重为25t和30t货车的车轮硬度对车轮磨耗和滚动接触疲劳性能的影响。

研究表明,轮轨间高应力水平的出现频次、车轮磨耗和疲劳破坏的几率随着轴重的增加而增大;随着硬度的增加,车轮磨耗和疲劳破坏现象得到改善。

结合国外重载铁路轮轨匹配经验,建议轴重为30t车轮的硬度大于340HB。

关键词:重载铁路;车轮;轴重;磨耗;疲劳;硬度中图分类号:U211.5 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1001-8360.2011.03.005Investigation into Wheel Wear and Fatigueof Heavy-haul RailwaysLI Xia,　WEN Ze-feng,　JIN Xue-song(State Key Labo ratory of Traction Pow er,S ou th west Jiaotong University,Chengdu610031,China)A bstract:The w heel w ear prediction mo del w as built,in w hich the vehicle dy namics model,the no n-He rtzian rolling contact theo ry of w heel and rail system s and the A rchard w heel material w ear model were combined. The w ear and rolling contact fatigue o f the heavy-haul railw ay w heel w ere analyzed qualitatively by using the w heel w ear prediction mo del and shakedow n diagram.T he influence of hardness on w heel w ear and fatigue were investiga ted under25t and30t ax le loads.The results indicate as fo llow s:The occurrence frequency of the high contact stress level and the failure probability of w heel wear and fatig ue are higher under the30t axle load than under the25t axle loads;the damage due to w heel w ear and fatigue can be alleviated by increase of the m aterial hardness.I t is reco mmended that under the30t axle load the surface m aterial hardness of the w heels should be above340H B.Key words:heavy-haul railw ay;w heel;ax le load;w ear;fatig ue;hardness 为进一步提高重载货运能力,我国已成功开发并运行轴重为25t的转K5型(摆动式)和转K6型(侧架交叉支撑)转向架,目前正在研发轴重为25t的货车转向架。

25t-30t轴重的重载机车动力学性能对比研究

５．５小结…………………………………………………………………………………………………………一４９结论和展望…………………………………………………………………………………５ｌ致谢………………………………………………………………………………………………………………………．５３参考文献………………………………………………………………………………………５４攻读硕士期间发表的论文及参加的科研项目……………………………………………５９图２．５Ｂｏ轴式重载机车轮轨接触几何关系２．５．２车轮踏面采用ＪＭ３踏面，钢轨采用６０ｋｇ／ｍ钢轨，轮轨接触几何关系见图２－６，轨距采用标准轨距１４３５ｍｍ，滚动圆直径为１．０５ｍ，轮缘厚度３４ｍｍ，轮缘高度２８ｍｍ，ｑＲ值１０．２７ｍｍ，轨底坡１：４０。

形＿７．。

８等Ⅳ）】ｏ‘１（３－１４）式中：肛—－平稳性指标；触动加速度，ｇ；ｆ—振动频率，Ｈｚ；Ｆ（ｆ卜频率修正系数。

按照平稳性指标确定的车辆运行平稳性等级列于表３．１中，垂向和横向采用相同的评定等级。

平稳性指标的测量位置为前后司机室中心点。

表３．１我国机车平稳性指标评定等级计算车辆以不同速度运行于不平顺直线线路时，车辆端部的横向和垂向振动加速度，来进一步评价其平稳性指标。

通过计算车体前后司机室垂向和横向振动加速度的最大值来评价机车的直线运行平稳性，所采用的标准是ＴＢ／Ｔ２３６０．９３（见表３．２）。

表３．２我国机车平稳性指标评定等级机车通过曲线时的情况比较复杂，一般可以通过数值仿真的方法进行研究，并对曲线通过的性能进行优化分析。

具有良好曲线通过性能的机车，意味着在通过曲线时轮轨间的相互作用力要小，这就能减轻车轮与钢轨的磨耗，作用在机车各部件上的力也较小，机车在曲线上的运行阻力也会随之下降。

对线路来说，过大的侧向力将导致轨距扩宽、轨排横移或钢轨翻转。

此外，车轮上较大的侧向力与较小的垂向载荷联合作用时，将使机车的抗脱轨安全性下降。

30t轴重货车车轮热应力分析

更多的热量，而更容易受到热损伤。因
目前，国货车车轮的名义直径为８０ｍｍ，否我４能满足３及以上轴重的运用要求有待进一步研究。０ｔ加
向阳（９６）男，南澧县人，士生（回日期：ＯＯ７１）１８湖硕修２ｌ —Ｏ — ２
闸瓦与车轮踏面摩擦产生的热量为车轮的热源，任意时刻，量通过闸瓦与车轮踏面接触的部分传向整个热车轮，即车轮踏面与闸瓦的摩擦产生的热量并不是在车轮圆周上同时产生，是由于车轮的高速转动，以假但可设热量在整个车轮踏面圆周上均匀产生，为热负荷也认
（８Ｏｎｍ和９５ｒｍ）车轮进行紧急制动工况下热 ≠ ４＇ｌ１ａ的
种模式受到现有站线长度等客观条件的限制，因而提
分析仿真，过分析、通比较仿真结果，望能得出３期０ｔ
轴重货车适宜的轮径值，为我国研制３及以上货车０ｔ
３轴重货车车轮热应力分析０ｔ
向阳，茂海，马鹏，运兵傅刘
（南交通大学机械工程学院，四川成都６０３）西Ｉ１０１
摘要热损伤是重载货车车轮失效的主要原因之一。分析了３轴重货车不同轮径的车轮在紧急制动工况下０ｔ
图１

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

：，ｐＡｂｓｒａｉｒａｉｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｗｈｅｅｌｔｒａｃｔＡｓｗｈｅｅｌｌｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｈａｓｌｗｅａｒａｎｄｒｏｌｌｉｎｃｏｎｔａｃｔｆａｔｉｕｅｒｅｃｉｓｅ－－ｇｇｇ，ｒａｉｒｏｆｉｌｅｏｉｎｔｓａｎｄｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｉｓｃｒｕｃｉａｌ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｌｃｏｎｔａｃｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｗｈｅｅｌ－ｐｐ，ａｒａｉｈａｕｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｒｏｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｌｒｕｎｎｉｎｓｕｒｆａｃｅｉｎｈｅａｖｌｒａｉｌｗａｎｉｍｒｏｖｅｄａｘｉａｌｓｌｉｃｅ－－ｐｊｇｙｙｐ，ｒａｉｌｏｃａｔｅｒｅｃｉｓｅｌａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌａｌｌｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｏｉｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｗｈｅｅｌａｎｄｔｈｅｒａｉｌ．Ｔｈｅｎｔｈｅｗｈｅｅｌｌｃｏｎ－－ｐｙｙｐ，ｔｔａｃｒａｉｔｅｌａｓｔｉｃｃｏｍｒｅｓｓｉｏｎｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｌｏｃａｔｅｗｈｅｅｌｌｃｏｎｔａｃｔａｔｃｈ．Ｔｈｉｒｄｌｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆａｒｅｃｉｓｅ－ｐｐｙｐｒａｉｒａｉｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｌｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｗａｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｗｈｅｅｌｌｃｏｎｔａｃｔｎｏｒｍａｌｓｔｒｅｓｓｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｔｈｅ－－ｇｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅａｗａｎｌｅａｎｄｔｈｅｒｏｌｌａｎｌｅｏｎｔｈｅｍｏｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｓｅｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｗｈｅｅｌｓｅｔａｘｉａｌｙｇｇ，ｄ，ａｒａｉｓｌｉｃｅｌｃｏｎｔａｃｔｒｏｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｌｏｃａｔｉｎｗｈｅｅｌｏｉｎｔｗａｓａｃｃｕｒａｔｅｉｒｅｃｔｎｄｃｏｍｒｅｈｅｎｓｉｖｅｗｈｅｎ－ｐｊｇｐｐｒａｉｒａｉｗｈｅｅｌｌｍｕｌｔｉｏｉｎｔｃｏｎｔａｃｔｗａｓｌｏｃａｔｅｄａｎｄｗｈｅｅｌｌｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｎｅｏｆｔｈｅ－－ｐｇ，ｔｒａｉｅｌｌｌａｔｅｒａｌｄｉｓｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅａｗａｎｌｅｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｓｅｔｈｅｗｈｅｅｌｌｃｏｎｔａｃｔａｔｃｈｓｈｏｗｅｄａｎｏｎｉｔｉｃａｌ－－ｐｙｇｐｐ，ｓｈａｅ．Ｉｎｏｎｅｓｉｄｅｏｆｔｒａｃｋｗｉｔｈｓｈｏｒｔｅｒｒａｄｉｕｓｏｆｃｕｒｖａｔｕｒｅｗｈｅｒｅｗｈｅｅｌｒｉｍａｎｄｒａｉｌａｕｅａｎｌｅｃｏｎｔａｃｔｅｄｐｇｇｇ；ｒａｉｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｏｆｗｈｅｅｌｎｏｒｍａｌｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｃｏｕｌｄｒｅａｃｈ３４００ＭＰａＩｎｔｈｅｏｔｈｅｒｓｉｄｅｏｆｔｒａｃｋ，ｔｈｅ－ｒａｉｗｈｅｅｌｌｎｏｒｍａｌｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ２０００ＭＰａ．Ｗｈｅｎｔｈｅｌａｔｅｒａｌｄｉｓｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｓｅｔｗａｓ－ｐｒａｉｓｅｔｆｒｏｍ０ｔｏ３ｍｍ，ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅａｗａｎｌｅｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｓｅｔｌｅｄｔｏｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｒｉｈｔｗｈｅｅｌｌ－ｙｇｇｒａｉｃｏｎｔａｃｔａｔｃｈａｒｅａａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｃｏｒｒｅｓｏｎｄｉｎｗｈｅｅｌｌｎｏｒｍａｌｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｌａｔｅｒａｌｄｉｓ－－ｐｐｇｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｓｅｔｗａｓｓｅｔｆｒｏｍ４ｔｏ９ｍｍ，ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅａｗａｎｌｅｏｆｔｈｅｗｈｅｅｌｓｅｔｌｅｄｔｏｔｈｅｉｎ－ｐｙｇ
；修回日期：收稿日期：１２１２０２０７４５２０１２０１－－－－）基金项目：国家自然科学基金（５１３７８３９５ —），，，作者简介：杨新文（男甘肃武威人副教授，博士。１３９７：ａｉｌｘｉｎｗｅｎａｎｔｏｎｉ．ｅｄｕ．ｃｎＥ－ｍ＠ｙｇｇｊ
第３７卷第６期２０１５年６月
铁道学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＲＡＩＬＷＡＹＳＯＣＩＥＴＹ
Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．６ｅ０１５Ｊｕｎ２
（）文章编号：１０２０１５０６９１００８３６００１０７－－－
３０ｔ轴重重载列车轮轨法向接触应力分析
杨新文，顾少杰，练松良
（）同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海２８０４０１因此精确计算轮轨接触点与接触应力非常重要。摘要：轮轨接触应力对轮轨磨耗和滚动接触疲劳影响较大，本文基于重载铁路轮轨标准型面，利用改进的轮对轴向切片投影法，准确找到轮轨多点接触。引入弹性压缩量，找到接触斑，利用一种精确计算轮轨接触应力的方法求得轮轨法向接触应力，并考虑轮轨摇头角和侧滚角的影响。结果表明：该方法在寻找轮轨多点接触与计算轮轨接触应力时结果较为准确、直接和全面；轮轨接触斑随着轮对横移和摇头角变化，呈现非椭圆形状；一侧车轮轮缘和轨距角处接触，曲率半径较小，轮轨法向接触应力最。在轮对横移量为０～３ｍｍ时，，摇头角的而另一侧轮轨的法向接触应力均小于２大值可达３０００ＭＰａａ００ＭＰ４摇头角的增加使右轮轨接增加使右轮轨接触斑面积减小，相应的接触应力增大；在轮对横移量为４～９ｍｍ时，触斑面积增大，相应的接触应力减小；摇头角的增加对左轮轨接触状态有利，但影响不明显。关键词：重载列车；轮轨接触；多点接触；接触应力／：中图分类号：Ｕ３６３．４２；Ｕ２１１．５文献标志码：Ａｄｏｉ１０．３９６９０．２０１５．０６．００３２１．ｉｓｓｎ．１００１８－ｊ
，Ｌ，ＧＵｉｅＩＹＡＮＧｅｎｌｉａＸｉｎＳｈａｏＡＮＳｏｎｎ－ｗ－－ｊｇｇ
，Ｓ），Ｔ（ｈａｎｈａｉ２０１８０４，ＣｈｉｎａｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｏｎｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＲｏａｄａｎｄＴｒａｆｆｉｃＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｆｔｈｅＭｉｎｉｓｔｒｂｏｒａｔｏｒＫｅＬａｇｇｊｙｙｇｇｙｙ
ａｌｓｉｓｏｆＷｈｅｅｌｌＮｏｒｍａｌＣｏｎｔａｃｔＳｔｒｅｓｓｕｎｄｅｒ３０ｔｅｄＡｎＡｎＲａｒａｉｎｙ