基于热力耦合不稳定性的钢轨波磨形成机制
编号:764
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更新:2023-03-24 10:45:19 浏览:181次
张贴报告
摘要
现有研究很少从热力耦合稳定性角度研究钢轨波磨的形成机制。实际上,轮轨界面摩擦生热会诱发潜在的不稳定反馈过程,即热弹性变形会造成接触斑区域较高的压力,这反过来会产生更多的热量并进一步扩展接触区域,从而导致接触压力的增加[1]。一般而言,热效应的时间尺度比动力学效应的时间尺度大得多,因此通常情况下准静态解是足够精确的。然而,有证据表明,摩擦动力学会导致额外的摩擦热流行为,且热弹性不稳定也会引起振动响应[1],因此,针对轮轨摩擦动力学目前存在的钢轨波磨现象,或许从热力耦合理论能够得到更好的解释。如果两个接触的弹性体作相对运动,释放的摩擦能和局部热膨胀之间的相互关系可能导致系统不稳定:温度更高、热膨胀更大的区域会暴露在更高的法向应力下,因此会产生更多的热量。分析结果显示,热膨胀、接触力学和摩擦生热的相互作用在一定条件下会导致热力不稳定性。通过利用解析方法对具有足够接触长度的系统进行了分析,并且证明了滑动接触可能会导致热力不稳定性。影响临界速度的最重要技术参数是摩擦系数。只有在足够高的滑动速度下才会产生不稳定性,这是热量产生和热导率平衡的结果。
关键词
高速铁路,瞬态有限元法,钢轨波磨,轮对-轨道滚动接触模型
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