轮径差对车轮踏面磨耗和滚动接触疲劳的影响分析

• 作者: 王红兵 丁旺才 宋杨法 李国芳 吴步昊 王相平
• 来源期刊: 铁道科学与工程学报
• 关键词: 轮径差 踏面磨耗 滚动接触疲劳 高速车辆 车轮偏磨
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 智能制造与装备|Intelligent Manufacturing and Equipment
• 页码范围: 1277-1288
• 页数: 12页
• 分类号: U270.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20200660

摘要

轮径差缺陷的长期作用对车轮磨耗以及滚动接触疲劳影响十分显著.基于多体动力学理论建立车辆动力学模型,计算全局接触参数;基于FASTSIM算法建立局部轮轨接触模型,计算接触斑内的轮轨接触应力分布及滑动距离;将其输入车轮踏面磨耗预测模型,计算接触斑内的磨耗分布;将接触斑内的磨耗分布叠加至车轮踏面,计算4种典型轮径差影响下的车轮踏面磨耗分布、磨耗深度和磨耗速率,并基于磨耗结果进行显著磨耗工况下的滚动接触疲劳分析.研究结果表明:随着轮径差的增大,踏面磨耗深度和磨耗速率显著加快;不同类型的轮径差均会导致车轮踏面发生偏磨,其中等值同向轮径差最明显,单个轮对轮径差次之,等值反向轮径差最小;轮径差会导致轮对发生偏移且显著增大轮对横移量,从而使滚动接触疲劳区域扩大,这不仅会降低车轮使用寿命,还将严重影响车辆高速运行安全,应及时监测并镟修.