学科专业：车辆工程
授予学位：工学硕士
学位授予单位：xx交通大学
学位年度： 2009年
随着我国经济的发展，铁路货物运量迅速增长，重载运输己成为我国铁路货运的发展方向。但是，由于车辆运行速度及轴重的增大，重载铁路曲线段钢轨磨耗日益严重，大大增加了铁路的运营成本。由于磨耗而导致的轮轨型面的变化，对钢轨磨耗的发展有重要影响。因此，研究分析实际磨耗状态下轮轨相互作用特征，对进一步认识钢轨磨耗机理，研究合理的钢轨减磨措施有重要意义。
本文以车辆动力学理论为基础，应用多体动力学仿真软件ADAMS／Rail建立了详细的重载货车动力学模型。基于重载铁路曲线段车轮和钢轨的实测型面，研究分析了实际磨耗状态下轮轨型面匹配时的轮轨接触几何关系和重载货车的曲线通过性能。结果表明，实际磨耗状态下的轮轨型面对轮轨接触几何关系和车辆曲线通过性能均有较大的影响；磨耗后的轮轨型面匹配时，容易出现车轮轮缘与外侧钢轨内侧面接触的现象，并导致车辆曲线通过过程中轮轨动态作用力增大，使外侧钢轨出现严重的侧向磨耗。
应用有限元分析软件ANSYS建立了轮轨三维弹塑性接触模型，研究分析了车辆通过曲线时实际磨耗状态下车轮和钢轨的接触应力特征。分析表明，钢轨使用初期，外侧钢轨的接触应力及钢轨的塑性变形均较大，导致外侧钢轨极易出现接触疲劳伤损；随着钢轨磨耗量的增加，外侧钢轨轨距角处的接触应力和内侧钢轨轨头的塑性变形均逐渐增大，进一步加剧了外侧钢轨的侧磨和内侧钢轨的压溃。
相关研究结果对研究探讨合理的曲线段钢轨减磨措施具有参考价值。
