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轮轨结构弹性变形对轮轨滚动接触力学行为的影响

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目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1引言

1.2轮轨滚动接触理论概述

1.3本文的主要内容

第二章 轮对和轨道结构弹性变形计算

2.1轮轴和钢轨主要的结构弹性变形

2.2轮对结构弹性变形的计算

2.2.1轮对扭转变形的计算

2.2.2轮对斜弯曲变形的计算

2.3钢轨结构弹性变形的计算

2.3.1钢轨纵向变形的计算

2.3.2钢轨翻转弹性变形的计算

2.4轮轨接触斑影响系数的确定

2.4.1纵向影响系数的计算

2.4.2横向影响系数的计算

第三章 轮轨蠕滑率分析计算和滚动接触理论模型的修改

3.1轮轨接触几何和蠕滑率

3.1.1轮轨接触几何

3.1.2轮轨蠕滑率

3.2三维弹性体非Hertz滚动接触理论模型及其修正

3.2.1接触形成的边界条件

3.2.2滚动接触问题余能原理

3.2.3滚动接触问题的离散化

3.2.4考虑轮轨结构弹性变形的滚动接触理论模型的修改

3.3摩擦功的计算

3.4数值实现-CONTACT程序

第四章 轮轨结构变形对轮轨滚动接触的影响

4.1轮轴和钢轨结构弹性变形对接触影响的一般分析

4.2轮轨结构变形对轮轨滚动接触蠕滑力的影响

4.2.1轮轨结构横向变形对轮轨滚动接触蠕滑力的影响

4.2.2轮轨结构纵横向变形对轮轨滚动接触蠕滑力的影响

4.3轮轨结构变形对高速机车单轮对牵引力矩的影响

第五章 两种型面轮轨滚动接触蠕滑率/力的比较

5.1轮轨接触几何和蠕滑率的比较

5.2蠕滑力计算结果的比较

5.3摩擦功计算结果的比较

5.4小结

第六章 结论

6.1主要结论

6.2有待解决的问题

致谢

参考文献

硕士期间发表和合作发表的论文

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摘要

该文利用有限元方法首先计算了轮对轨道结构弹性变形与相应作用力的一般关系,由此确定轮轨接触斑处单位密度作用力的引起的轮轨接触斑处弹性变形的影响系数.用这睦影响系数修正Kalker非赫兹滚动接触理论中由Bossinesq和Cerruti公式确定的力和位移的影响系数.以中国21t轴重锥型货车轮对、高速动力车轮对(磨耗型)和60kg钢轨为便,分别用Kalker的在三维弹性体非赫兹滚动接触理论及其修正形式分析计算了轮轨滚动接触蠕滑力和高速动力车单轮对牵引力矩的影响是十分大的.该文还从数值方面详细分析和比较了两种型面轮对轨道在滚动接触过程中的接触几何、蠕滑率和蠕滑力的变化.在分析计算轮轨蠕滑力时,利用了Kalker的三维弹性体非赫兹滚动接触理论的修正公式(即考虑了轮轨结构变形).通过分析计算可知,在轮对运动状态相同的情况下,磨型轮对和轨道之间的力学行为与锥型轮对和轨道之间的力学行为相比,存在较大差异.数值结果有助于研究轮轨之间的磨耗、滚动接触疲劳和轮轨使用寿命,并为采取相应措施提供理论依据.同时发现目前中国铁路所采用的1/40轨底坡与目前正在全面推广使用的磨耗型轮对还不是处于最佳匹配状态,有等进一步改进.

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