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30t轴重重载铁路轮轨滑动接触引起的钢轨热相变分析被引量：6: 2016年; 轮轨接触热损伤是重载铁路轮轨结构的主要失效形式之一。当重载列车机车加速牵引时,轮轨接触界面间发生相对滑动,轮轨相对滑动会导致轮轨接触区出现较高的接触温升,这种接触温升积累到车轮和钢轨材料的相变时会发生相变,从而导致轮轨接触表面的擦伤、裂纹和剥离等。本文将钢轨看作是弹性半空间体。首先利用轮对切片投影法计算轮轨接触几何关系,然后利用接触弹性方法计算了轮轨接触斑和法向接触应力,最后将得到的轮轨法向接触应力施加到钢轨弹性半空间模型中,利用Matlab软件编制了轮轨接触热效应分析程序,计算分析了轮轨接触的热效应,并研究了钢轨材料马氏体层产生的厚度、位置及其分布。针对不同的轮对横移量、车轮移动速度、摩擦因数和相对滑动速度进行了钢轨的温度场研究。结果表明:轮轨滑动接触热效应剧烈,温升可以达到奥氏体化临界点,形成脆硬的马氏体。计算结果也表明,利用弹性半空间假设研究轮轨接触热效应问题是可行的。; 杨新文顾少杰周顺华练松良; 关键词：重载铁路轮轨接触热效应

摩擦因数对轮轨曲线啸叫噪声的影响分析被引量：7: 2018年; 为分析摩擦因数为常数时是否会出现曲线啸叫,并探讨摩擦因数对轮轨接触特性和曲线啸叫噪声强度的影响,建立详细的轮轨曲线啸叫噪声预测模型,包括轮轨弹性振动模型、时域相互作用模型和声辐射模型,并用CONTACT软件验证了相互作用模型的正确性。分析结果表明:摩擦因数为常数时,也会出现曲线啸叫。摩擦因数对曲线啸叫频率没有影响,轮对横移量为5 mm、横向蠕滑率为-0.01时,啸叫频率总是与车轮的0节圆3节径轴向模态频率相近;摩擦因数越大,曲线啸叫噪声强度越大;可以用横向力级峰值的个数判断是否会出现黏滑振荡,用接触区域内滑动区所占比例的变化程度表示黏滑振荡的激烈程度,用横向力级最大值或声功率级最大值对应频率预测曲线啸叫频率;提出两个临界摩擦因数:摩擦因数小于0.20时不会出现曲线啸叫,大于等于0.24时会出现啸叫,介于0.20和0.24之间时有可能出现曲线啸叫。; 王金杨新文练松良; 关键词：轮轨接触声辐射脉冲响应函数

考虑磨耗的钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测仿真被引量：26: 2016年; 将基于Archard磨耗理论的钢轨型面磨耗模型和基于临界平面法的钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测模型通过分段迭代和疲劳累积的方法统一起来,提出考虑磨耗的裂纹萌生寿命预测方法,分析了U75V热处理钢轨在磨耗下的裂纹萌生特征。分析结果表明：考虑磨耗的裂纹萌生寿命预测结果更接近现场观测结果,裂纹萌生位置较不考虑磨耗时更靠近轨顶中心;曲线外轨的裂纹萌生寿命约为4.5×10^7 kN,对应车轮通过次数约为2.17×10^5次,在轮轨摩擦系数为0.3时,裂纹萌生在距离钢轨表面2.42mm以下的位置;在钢轨上道至车轮通过次数约为1.22×10^5次、对应通过总重约为2.24×10^7 kN时,轮轨关系较稳定,磨耗和疲劳裂纹萌生发展缓慢。; 周宇张杰王少锋姜俊楠于淼; 关键词：钢轨磨耗

重载铁路轨道路基系统动位移空间分布特征被引量：2: 2016年; 建立了重载货车-有砟轨道-路基系统耦合动力学模型.分析计算了在轨道随机不平顺激励下30t轴重重载铁路轨道-路基系统动位移的分布规律.计算结果表明:(1)轨道-路基系统各结构层动位移状态较为复杂,在重载货车通过的过程中,所受荷载也处于循环往复的加载和卸载状态.(2)在有砟轨道-路基系统的动位移的3个位移分量中,竖向动位移的幅值较大,横向动位移以及纵向动位移的幅值均不超过竖向动位移幅值的6%;而沿横向,动位移的分布较为缓和,其最大波动幅值不超过0.2mm,可近似看做均匀分布.(3)轨道-路基系统动位移沿竖向的变化,大体分为3个阶段:在钢轨到轨枕之间,出现明显突变;在轨枕层区域的衰减幅度较小;在道床层至基床表层及下部结构,竖向动位移表现为沿深度方向不断衰减,并且衰减速率随着深度的增加也在不断减小.; 杨新文龙天航周顺华; 关键词：重载铁路路基

轨道交通轮轨噪声研究进展被引量：24: 2017年; 轨道交通噪声影响乘客和沿线居民的身心健康,控制轨道交通噪声辐射是当前国家和行业关注的焦点问题之一。轮轨噪声是轨道交通噪声中非常重要的噪声源,是由轮轨表面粗糙度和表面不连续的几何缺陷等激扰产生的轮轨高频振动或曲线轨道产生的轮轨摩擦振动向空中辐射而产生的。研究轨道交通轮轨噪声的产生机理、激扰源和控制方法可促进轨道交通的技术创新与和谐发展,具有重要的理论意义和社会价值。对国内外轨道交通轮轨噪声的研究历史和现状进行综述,主要包括轮轨噪声产生机理、激扰源及控制技术等;并对比了国内和国外的研究状况,指出我国为适应高速铁路和城市轨道交通建设需在减振降噪理论和技术方面进一步重点研究的问题。; 杨新文王金练松良; 关键词：轨道交通高频振动轮轨噪声

浮置板轨道结构减振性能的落轴试验被引量：7: 2016年; 对两种不同阻尼比的隔振器（1型隔振器的阻尼比小于2型隔振器）浮置板轨道结构的减振性能进行落轴试验，并与非浮置状态进行对比。测试结果表明，1型隔振器和2型隔振器浮置板轨道基础的垂向加速度分别比非浮置状态小75％和92％左右；1型隔振器浮置板轨道在8～40Hz和80--315Hz频率范围内的隔振效果最大约为25dB，2型隔振器浮置板轨道在10--200Hz频率范围内的隔振效果为30--40dB。针对此次试验所采用的两种隔振器，认为阻尼比较大的隔振器浮置板轨道的减振性能更好。; 王金高志升张鸿飞练松良; 关键词：轨道交通浮置板轨道减振性能

基于最小投影的离散元道砟模型的粒径识别被引量：1: 2017年; 道砟颗粒形状和粒径级配对道砟道床沉降和变形有重要影响,因此采用离散元法研究道砟道床沉降问题时,需要建立反映道砟颗粒形状的模型,并合理评估颗粒模型的大小。本文利用计算几何凸包理论,建立了随机凸多面体,以模拟道砟颗粒的形状;提出了基于最小投影矩形包围面的粒径评估方法,对道砟颗粒模型的粒径大小进行了分析,并基于道砟颗粒模型的包围长方体,分析了道砟颗粒模型的针状和片状情况。分析结果表明:随机多面体道砟颗粒模型能够较好地模拟道砟颗粒形状;采用最小投影矩形包围面的评价方法能够真实地反映多面体道砟颗粒模型的粒径,该评价方法比等效粒径评价方法更精确;利用道砟颗粒模型包围长方体的数值判别方法,能有效识别随机道砟颗粒模型的针片状情况,控制针状颗粒和片状颗粒的数量。; 邵文杰杨新文练松良; 关键词：离散单元法

碎石道床沉降的离散元分析被引量：7: 2017年; 针对凸多面体颗粒,提出了基于最小投影的粒径评估方法,并与体积评估法和垂直于最小惯性主轴的最小包围正方形评估法进行了对比分析.最后,利用基于最小投影的粒径评估法对道砟颗粒进行粒径评估,并建立了单一粒径级配和指定宽粒径级配的道砟颗粒堆积体,分析了不同颗粒级配对道砟沉降的影响.结果表明:基于最小投影的最小包围矩形粒径评估法比体积评估法和最小包围正方形评估法更精确;道砟初始堆积密度为1.55g·m-3时,宽粒径级配颗粒的轨枕累积沉降值比单一粒径级配的轨枕累积沉降值要小,而且级配单一的大粒径颗粒的轨枕累积沉降值要比级配单一的小粒径的轨枕累积沉降值要大.; 邵文杰练松良杨新文; 关键词：离散元法

30t轴重重载列车轮轨法向接触应力分析被引量：10: 2015年; 轮轨接触应力对轮轨磨耗和滚动接触疲劳影响较大，因此精确计算轮轨接触点与接触应力非常重要。本文基于重载铁路轮轨标准型面，利用改进的轮对轴向切片投影法，准确找到轮轨多点接触。引入弹性压缩量，找到接触斑，利用一种精确计算轮轨接触应力的方法求得轮轨法向接触应力，并考虑轮轨摇头角和侧滚角的影响。结果表明：该方法在寻找轮轨多点接触与计算轮轨接触应力时结果较为准确、直接和全面；轮轨接触斑随着轮对横移和摇头角变化，呈现非椭圆形状；一侧车轮轮缘和轨距角处接触，曲率半径较小，轮轨法向接触应力最大值可达3400 M Pa ，而另一侧轮轨的法向接触应力均小于2000 M Pa。在轮对横移量为0～3 mm时，摇头角的增加使右轮轨接触斑面积减小，相应的接触应力增大；在轮对横移量为4～9 mm时，摇头角的增加使右轮轨接触斑面积增大，相应的接触应力减小；摇头角的增加对左轮轨接触状态有利，但影响不明显。; 杨新文顾少杰练松良; 关键词：重载列车轮轨接触接触应力

基于非Hertz滚动接触理论的轮轨滑动摩擦生热分析被引量：3: 2015年; 热损伤是铁路车辆轮轨的主要失效形式之一.当列车在短时间内紧急制动或加速牵引时,车轮和钢轨接触面间容易发生纯滑动现象,该滑动就会导致轮轨出现较高的接触温升,温升达到一定时会使车轮和钢轨材料产生相变,从而导致轮轨表面的裂纹、擦伤和剥离破坏.本文首先利用轮对切片投影法计算轮轨接触几何关系;然后利用基于非Hertz滚动接触理论的CONTACT程序计算轮轨接触应力,计算结果能更好的反应轮轨真实的接触状态;最后进行轮轨滑动工况下接触热效应的分析.利用MATLAB软件编制了轮轨接触热效应分析程序,针对不同的摩擦因数和相对滑动速度进行了钢轨表面的温度场分布研究.结果表明:轮轨处于滑动摩擦状态下,热效应明显,在计算轮轨热接触耦合分析时需考虑材料参数随着温度变化的影响;随着摩擦系数和相对滑动速度的增大,热效应越明显.轮轨滑动过程的热效应问题研究将有助于揭示接触过程中的轮轨表面伤损机理.; 顾少杰杨新文练松良; 关键词：轮轨接触热效应温升

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国家自然科学基金(51378395)

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