基于轮轨非Hertz接触的货运铁路钢轨磨耗研究

随着铁路运营的发展,货车车辆轴重不断增加,钢轨磨耗异常严重。本文采用UM动力学软件,建立了三维铁路钢轨磨耗模型,计算了红柠铁路专用线部分线路条件下的钢轨磨耗情况。结果表明:(1)线路直线段内外钢轨的磨耗程度相近且较轻;(2)缓和曲线段内轨的磨耗集中分布在距离轮轨作用边轨头约10 mm的走行面处,而外轨磨耗集中分布在外轨内侧半径为80 mm的弧段曲线上;(3)圆曲线段外轨磨耗严重,主要分布在轨头内侧半径为80 mm的弧段上,半径为300 mm的弧段上也有明显磨耗;(4)内轨磨耗主要分布在轨头半径为300 mm的弧段上,半径为80 mm的弧段上磨耗较轻。

轴箱内置和外置高速转向架的动力学性能对比

根据悬挂系统的结构形式,转向架分为轴箱内置转向架和轴箱外置转向架。相对于轴箱外置转向架,轴箱内置转向架结构紧凑、质量小,有利于降低轮轨磨耗和通过小半径曲线,具有良好的线路适应性。针对时速350 km/h货运动车组,考虑高铁线路和既有线路运行工况,通过动力学仿真软件SIMPACK计算车辆分别采用轴箱内置转向架和轴箱外置转向架的轮轨力和车轮磨耗,对比分析2种转向架的安全性、平稳性以及线路适应性。研究结果表明:在保证2种转向架具有相同蛇行运动稳定性即临界速度的前提下,与轴箱外置转向架相比,内置转向架的轮轨力降低20%以上,车轮磨耗量和踏面磨耗深度降低30%以上,充分体现了轴箱内置转向架的动力学性能优越性。