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《西南交通大学》 2011年
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基于轮轨几何特征的钢轨打磨应用研究

杜星  
【摘要】:自改革开放以来我国经济迅猛发展,物流事业的腾飞,以及国家春运的要求,各地区间的交流变得更加频繁。正是在这样的大的社会背景下,我国铁路正向着安全、高效快速、长编组重载方向发展。在长期的运营过程中,钢轨材质的磨耗和退化的自然过程,随着其不断的发展,可能导致钢轨的迅速失效。当外加的接触应力和钢材本身的屈服强度不平衡时,钢轨的成本就会增加,因此钢轨打磨技术逐渐成为一种对于处理钢轨接触疲劳和塑性流动过程加以控制的维修技术。 本文研究工作就是在这样的社会背景下,初步分析讨论了轨道交通中经常遇到的接触疲劳问题和异常磨耗问题。通过建立车辆轨道耦合动力学模型和基于几何参数的型面设计模型,设计了高速客运专线的小半径曲线、中等半径曲线以及直线段的钢轨打磨型面,并经过了车辆动力学的验证,对比了钢轨打磨前后的设计型面对轮对横移量、轮轨垂向力、横向力、脱轨系数等影响。同时也根据基于几何参数型面设计经验法,设计了地铁轨道小半径曲线型面,并对其进行了动力学验证,设计的非对称型面在小半径曲线上,可以有效增大滚动圆半径差,使轮对产生自导向能力,增强车辆的曲线通过性能,减小轮对横移量。本文的具体工作及取得成果如下: 1、本文提出了一种基于轮轨接触几何特征的型面设计方法,并设计了高速客运专线的直线段、小半径圆曲线、中等半径圆曲线的钢轨轨打磨型面,分析比较了打磨前后钢轨型面的接触几何特性及对车辆动力学性能的影响,结果表明打磨后的钢轨型面能够有效降低轮轨间的接触压力,改善接触状态,提高车辆曲线自导向能力。 2、本文根据轮轨接触几何特征型面设计方法设计了地铁轨道小半径曲线打磨型面,并对比分析了打磨前后的车辆动力学性能,结果表明打磨后的钢轨型面能够显著降低轮对横移量、轮轨垂向力、脱轨系数等,提高了车辆的曲线通过性能。根据对打磨周期内不同速度条件下车辆曲线通过性能进行动力学仿真,得出了关于不同型面在不同速度和激扰条件下最大轮轨垂向力之间的关系,仿真结果与现场观测相一致。 3、本文提出了一种可以综合考虑打磨列车等设备折旧成本、打磨成本、停车成本、检测成本、风险成本、置换成本在内的钢轨打磨成本现值计算模型。为了优化钢轨打磨提供数据基础。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U213.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王璐颖;钢轨打磨车抗脱轨稳定性研究[D];西南交通大学;2012年
2 修磊;数控钢轨精磨机左右摆动系统设计[D];西南交通大学;2012年
3 方立志;钢轨打磨车打磨装置恒力加载系统的研究[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 温泽峰;钢轨波浪形磨损研究[D];西南交通大学;2006年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邢丽贤;提速条件下钢轨伤损特点及钢轨伤损分类的研究[D];中国铁道科学研究院;2008年
2 曲建军;基于提速线路TQI的轨道不平顺预测与辅助决策技术的研究[D];北京交通大学;2011年
3 马立峰;动荷载条件下多年冻土区斜坡路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
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8 卢耀辉;铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D];西南交通大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 汤庆超;轮轨相互作用力频谱成分研究[D];北京交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 向俊;周智辉;曾庆元;;列车脱轨研究最新进展[J];铁道科学与工程学报;2005年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 关庆华;列车脱轨机理及运行安全性研究[D];西南交通大学;2011年
2 温泽峰;钢轨波浪形磨损研究[D];西南交通大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕峰;钢轨打磨机构动力学特性分析与结构优化[D];北京交通大学;2011年
2 曹垚鑫;钢轨打磨列车打磨模式研究[D];北京交通大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 温泽峰;钢轨波浪形磨损研究[D];西南交通大学;2006年
2 王文健;轮轨滚动接触疲劳与磨损耦合关系及预防措施研究[D];西南交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孙明昌;弹性轮对动力学性能研究及有限元分析[D];西南交通大学;2003年
2 王文健;车轮滚动剥离磨损特性研究[D];西南交通大学;2004年
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【相似文献】
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1 刘莉丽,高亮,谷爱军,赵影;高速重载线钢轨打磨策略研究初探[J];铁道标准设计;2004年03期
2 贺振中;国外钢轨打磨技术的应用与思考[J];中国铁路;2000年10期
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4 高彦芳;钢轨打磨试验台的设计研究[J];铁道标准设计;2000年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 郝世亮;;大秦万吨通道钢轨伤损发展分析及对策[A];山西省铁道学会2004年度优秀学术论文集[C];2005年
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1 通讯员 李高奇 杨文忠;靠技术增收入 凭力气拿高分[N];人民铁道;2008年
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3 罗平;探索规模化养路野战法[N];人民铁道;2007年
4 阳勇凤;三部曲“护航”钢轨完美对接[N];人民铁道;2007年
5 通讯员 杨际清;党委当“天平” 群众做“砝码”[N];人民铁道;2009年
6 杨滨范强 呼兴宝;沈阳局严把时间质量关[N];人民铁道;2007年
7 焦健李建彬;从春运战场转入春融整治新阵地[N];人民铁道;2008年
8 汪铭 陈南辉;精准创一流[N];人民铁道;2007年
9 陈南辉;南昌局加强工电设备维护工作[N];人民铁道;2007年
10 徐定海 王安印;根治小半径曲线隐患[N];中国安全生产报;2006年
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1 周文祥;非正交系坐标测量机理论及轮轨外形测量技术研究[D];西南交通大学;2005年
2 成棣;车轮型面多目标优化设计研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜星;基于轮轨几何特征的钢轨打磨应用研究[D];西南交通大学;2011年
2 吕峰;钢轨打磨机构动力学特性分析与结构优化[D];北京交通大学;2011年
3 吴荐;钢轨打磨试验台摇篮摆角控制研究[D];北京交通大学;2012年
4 王璐颖;钢轨打磨车抗脱轨稳定性研究[D];西南交通大学;2012年
5 周亮节;钢轨打磨形面研究[D];西南交通大学;2010年
6 郑博文;钢轨打磨型面参数设计研究[D];西南交通大学;2012年
7 聂志理;基于钢轨动力特性的曲线轨道钢轨波磨整治措施研究[D];北京交通大学;2012年
8 沈梦青;提速货车通过京承线典型小半径曲线稳定性试验研究[D];北京交通大学;2011年
9 王一淞;基于AMESim和ADAMS联合仿真的钢轨打磨平台的气动系统的研究[D];北京交通大学;2012年
10 杜颖;不同重车重心高度的货车通过小半径曲线的安全性研究[D];北京交通大学;2010年
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