曲线区段波磨相位差对钢轨磨损行为的影响及模糊评价
编号:45
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更新:2026-05-11 21:23:15 浏览:11次
口头报告
摘要
高速铁路大半径曲线区段中,左右轨波磨的纵向相位差普遍存在且演变复杂。这种空间不对称特征会显著改变车辆-轨道系统的高频动态相互作用,进而影响钢轨的磨损行为。针对这一问题,本文提出了一种受稳态边界约束的轮轨瞬态接触计算新方法。通过获取曲线工况下的轮轨作用力与轮对横移等关键稳态边界条件,构建了可精确表征弹塑性瞬态接触行为的三维轮轨显式有限元模型,实现了多体动力学与三维瞬态滚动接触有限元的深度耦合建模。同时,引入横向偏移与法向磨耗方向补偿机制,建立了考虑横向宽度修正的真实三维波磨空间几何表征模型,提升了复杂高频轮轨接触力的计算精度。在Archard磨损理论基础上计算瞬态磨耗增量,并通过提取多维动态磨损特征,进而提出波峰/波谷磨耗增量差指标I1、波磨几何与磨耗响应空间相位差指标I2以及磨耗强度均方根指标I3。依托这些特征指标,构建了一种两阶段四等级模糊综合评价体系,实现对影响快速加剧、影响缓慢加剧、影响快速减缓、影响缓慢减缓的量化评级。进一步分析了0°~180°不同相位差工况下的磨损演化规律。结果表明:扣件跨中前内轨波磨全程稳定减缓,外轨磨损光带边缘在60°~180°相位差下呈加剧趋势;跨中后内外轨均稳定减缓,加剧风险大幅降低。建议重点监控跨中前外轨磨损光带边缘60°~180°相位差的发展情况,跨中后关注0°、180°相位差的发展情况。研究可为曲线区段钢轨波磨的状态评估、维护分级及打磨养护决策提供方法理论参考。
关键词
高速铁路,钢轨波磨,瞬态动力学,有限元分析,模糊综合评价
稿件作者
马帅
兰州交通大学机电工程学院
李国芳
兰州交通大学机电工程学院
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