机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2013年
18期
1-7
,共7页
赵鑫%温泽峰%王衡禹%金学松
趙鑫%溫澤峰%王衡禹%金學鬆
조흠%온택봉%왕형우%금학송
高速铁路%三维滚动接触模型%显式有限元法%钢轨波浪形磨损%瞬态响应
高速鐵路%三維滾動接觸模型%顯式有限元法%鋼軌波浪形磨損%瞬態響應
고속철로%삼유곤동접촉모형%현식유한원법%강궤파랑형마손%순태향응
High-speed railway%3D rolling contact model%Explicit finite element method%Rail corrugation%Transient responses
采用显式有限元法建立三维瞬态滚动接触模型,用于求解高速铁路的轮轨瞬态滚动接触问题.该模型考虑轮轨的真实几何形状,可引入任意接触面不平顺,并可考虑材料的非线性行为.显式有限元的条件稳定性以及由此所决定的极小时间步长使得该模型适合于时域内求解轮轨高速滚动过程中的高频动态或瞬态现象,如分析钢轨焊接接头和波浪形磨损引起的轮轨瞬态冲击响应.因数值重现三维轮对的真实滚动行为,与之相关的自旋、陀螺仪效应等因素自动包含于模型之中.进一步考虑车辆、轨道系统的相关部件,着重研究高速车辆-轨道系统在钢轨波浪形磨损处的瞬态响应及相应的瞬态滚动接触行为.结果显示波浪形磨损与其所激发的动态轮轨接触力间存在相位差,且该相位差随滚动速度增加而减小.这解释了高速线路上波浪形磨损出现后很快进入稳态的现象.
採用顯式有限元法建立三維瞬態滾動接觸模型,用于求解高速鐵路的輪軌瞬態滾動接觸問題.該模型攷慮輪軌的真實幾何形狀,可引入任意接觸麵不平順,併可攷慮材料的非線性行為.顯式有限元的條件穩定性以及由此所決定的極小時間步長使得該模型適閤于時域內求解輪軌高速滾動過程中的高頻動態或瞬態現象,如分析鋼軌銲接接頭和波浪形磨損引起的輪軌瞬態遲擊響應.因數值重現三維輪對的真實滾動行為,與之相關的自鏇、陀螺儀效應等因素自動包含于模型之中.進一步攷慮車輛、軌道繫統的相關部件,著重研究高速車輛-軌道繫統在鋼軌波浪形磨損處的瞬態響應及相應的瞬態滾動接觸行為.結果顯示波浪形磨損與其所激髮的動態輪軌接觸力間存在相位差,且該相位差隨滾動速度增加而減小.這解釋瞭高速線路上波浪形磨損齣現後很快進入穩態的現象.
채용현식유한원법건립삼유순태곤동접촉모형,용우구해고속철로적륜궤순태곤동접촉문제.해모형고필륜궤적진실궤하형상,가인입임의접촉면불평순,병가고필재료적비선성행위.현식유한원적조건은정성이급유차소결정적겁소시간보장사득해모형괄합우시역내구해륜궤고속곤동과정중적고빈동태혹순태현상,여분석강궤한접접두화파랑형마손인기적륜궤순태충격향응.인수치중현삼유륜대적진실곤동행위,여지상관적자선、타라의효응등인소자동포함우모형지중.진일보고필차량、궤도계통적상관부건,착중연구고속차량-궤도계통재강궤파랑형마손처적순태향응급상응적순태곤동접촉행위.결과현시파랑형마손여기소격발적동태륜궤접촉력간존재상위차,차해상위차수곤동속도증가이감소.저해석료고속선로상파랑형마손출현후흔쾌진입은태적현상.
