高速鐵路道岔輪軌接觸幾何關系與廓形優(yōu)化研究
發(fā)布時間：2023-04-03 17:52
輪軌接觸幾何關系是影響行車安全性與穩(wěn)定性的直接因素,而輪軌型面是影響輪軌接觸幾何關系最關鍵的因素,高速道岔由于其復雜于區(qū)間線路的結構特點,難于普速道岔的技術性能要求,導致了高速鐵路道岔輪軌關系的復雜和高要求,本文在總結國內外已有的相關研究的基礎上,對高速道岔區(qū)輪軌接觸幾何關系進行了深入研究,本文主要研究內容如下:1.道岔區(qū)輪軌接觸幾何關系研究提出一種考慮道岔區(qū)鋼軌變截面特點的輪軌接觸幾何算法——基于移動窗的法向切割法;并通過對比分析跡線法和法向切割法計算的區(qū)間線路中的輪軌幾何接觸點,驗證法向切割法的正確性;并通過對比分析兩種算法在有搖頭的情況下計算的道岔區(qū)輪軌接觸點的差異,論證了本文提出法向切割法考慮道岔區(qū)變截面鋼軌特點計算道岔區(qū)輪軌接觸點的必要性;利用法向切割法分析不同的軌道設計參數對輪軌接觸點和輪軌接觸幾何參數的影響,為軌距的設計和左右輪半徑差變化的安全范圍提供參考。2.車輛-高速道岔空間耦合動力學以考慮道岔變截面特點的輪軌接觸幾何算法——法向切割法為前提,基于車輛動力學理論和道岔動力學理論,建立車輛-高速道岔空間耦合動力學模型,用于統(tǒng)計輪對橫移分布規(guī)律,為高速道岔輪軌接觸幾何評價...
【文章頁數】：148 頁
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 高速道岔輪軌關系研究現狀
1.2.1 高速鐵路道岔輪軌接觸幾何
1.2.2 車輛-道岔耦合動力學研究現狀
1.2.3 高速道岔輪軌關系優(yōu)化研究
1.3 本文主要研究內容
第2章 道岔區(qū)輪軌接觸幾何關系研究
2.1 道岔區(qū)輪軌接觸點計算
2.1.1 岔區(qū)輪軌廓形的數學描述
2.1.2 輪對無搖頭時輪軌接觸點計算
2.1.3 輪對有搖頭時輪軌接觸點計算
2.1.4 輪軌多點接觸
2.2 法向切割法的驗證
2.2.1 在區(qū)間線路中兩種算法的對比
2.2.2 道岔區(qū)兩種算法的對比
2.3 不同軌道參數對道岔區(qū)輪軌接觸幾何的影響
2.3.1 不同軌距下的輪軌接觸關系
2.3.2 不同車輪半徑下的輪軌接觸關系
2.4 本章小節(jié)
第3章 車輛-高速道岔空間耦合動力學
3.1 車輛-道岔動力學模型的建立
3.1.1 車輛動力學模型
3.1.2 道岔動力學模型
3.2 車輛-道岔動力學方程的建立
3.2.1 車輛動力學方程
3.2.2 道岔運動學方程
3.3 車輛-道岔動力耦合模型的建立及求解
3.4 車輛-道岔動力學指標及評估標準
3.4.1 車輛運行安全性指標
3.4.2 舒適性指標
3.4.3 磨耗指標
3.5 小結
第4章 高速道岔輪軌接觸幾何評價方法
4.1 輪對橫移分布規(guī)律
4.1.1 功率譜概率密度函數
4.1.2 軌道隨機不平順時域樣本的數值模擬方法
4.1.3 尖輪對橫移的動態(tài)分布規(guī)律研究
4.2 等效錐度的計算
4.2.1 輪對蛇形運動波長計算
4.2.2 等效錐度的計算
4.2.3 特殊情況下的輪對等效錐度修正
4.2.4 基于最大概率輪對橫移的名義等效錐度
4.3 道岔區(qū)其他幾何評價指標
4.3.1 基于最大概率輪對橫移的結構不平順
4.3.2 接觸帶寬
4.4 本章小結
第5章 車輪廓形的演變對道岔區(qū)輪軌匹配的影響
5.1 車輪廓形的演變
5.2 車輪廓形的演變對輪軌接觸幾何的影響
5.2.1 輪對橫移的變化規(guī)律
5.2.2 接觸點分布規(guī)律
5.2.3 等效錐度
5.2.4 基于輪對橫移最大概率的結構不平順
5.2.5 接觸帶寬
5.3 車輪廓形的演變對輪軌接觸應力的影響
5.3.1 無橫移狀態(tài)下車輪廓形的演變對輪軌接觸應力的影響
5.3.2 不同輪對橫移下車輪廓形的演變對輪軌接觸應力的影響
5.4 車輪廓形的演變對輪軌動力學性能的影響
5.5 本章小結
第6章 高速道岔輪軌關系的優(yōu)化設計
6.1 輪軌蠕滑曲線對高速道岔輪軌關系的影響
6.1.1 損傷函數模型
6.1.2 理想工況
6.1.3 高速道岔區(qū)不同蠕滑特性工況
6.2 尖軌廓形優(yōu)化研究
6.2.1 滾動圓半徑差與輪軌型面斜率的關系
6.2.2 輪軌廓形反向設計方法
6.2.3 優(yōu)化案例
6.3 本章小結
結論與展望
結論
研究不足及下一步研究計劃
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
攻讀博士學位期間參加的科研項目及成果
本文編號：3780866
【文章頁數】：148 頁
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 高速道岔輪軌關系研究現狀
1.2.1 高速鐵路道岔輪軌接觸幾何
1.2.2 車輛-道岔耦合動力學研究現狀
1.2.3 高速道岔輪軌關系優(yōu)化研究
1.3 本文主要研究內容
第2章 道岔區(qū)輪軌接觸幾何關系研究
2.1 道岔區(qū)輪軌接觸點計算
2.1.1 岔區(qū)輪軌廓形的數學描述
2.1.2 輪對無搖頭時輪軌接觸點計算
2.1.3 輪對有搖頭時輪軌接觸點計算
2.1.4 輪軌多點接觸
2.2 法向切割法的驗證
2.2.1 在區(qū)間線路中兩種算法的對比
2.2.2 道岔區(qū)兩種算法的對比
2.3 不同軌道參數對道岔區(qū)輪軌接觸幾何的影響
2.3.1 不同軌距下的輪軌接觸關系
2.3.2 不同車輪半徑下的輪軌接觸關系
2.4 本章小節(jié)
第3章 車輛-高速道岔空間耦合動力學
3.1 車輛-道岔動力學模型的建立
3.1.1 車輛動力學模型
3.1.2 道岔動力學模型
3.2 車輛-道岔動力學方程的建立
3.2.1 車輛動力學方程
3.2.2 道岔運動學方程
3.3 車輛-道岔動力耦合模型的建立及求解
3.4 車輛-道岔動力學指標及評估標準
3.4.1 車輛運行安全性指標
3.4.2 舒適性指標
3.4.3 磨耗指標
3.5 小結
第4章 高速道岔輪軌接觸幾何評價方法
4.1 輪對橫移分布規(guī)律
4.1.1 功率譜概率密度函數
4.1.2 軌道隨機不平順時域樣本的數值模擬方法
4.1.3 尖輪對橫移的動態(tài)分布規(guī)律研究
4.2 等效錐度的計算
4.2.1 輪對蛇形運動波長計算
4.2.2 等效錐度的計算
4.2.3 特殊情況下的輪對等效錐度修正
4.2.4 基于最大概率輪對橫移的名義等效錐度
4.3 道岔區(qū)其他幾何評價指標
4.3.1 基于最大概率輪對橫移的結構不平順
4.3.2 接觸帶寬
4.4 本章小結
第5章 車輪廓形的演變對道岔區(qū)輪軌匹配的影響
5.1 車輪廓形的演變
5.2 車輪廓形的演變對輪軌接觸幾何的影響
5.2.1 輪對橫移的變化規(guī)律
5.2.2 接觸點分布規(guī)律
5.2.3 等效錐度
5.2.4 基于輪對橫移最大概率的結構不平順
5.2.5 接觸帶寬
5.3 車輪廓形的演變對輪軌接觸應力的影響
5.3.1 無橫移狀態(tài)下車輪廓形的演變對輪軌接觸應力的影響
5.3.2 不同輪對橫移下車輪廓形的演變對輪軌接觸應力的影響
5.4 車輪廓形的演變對輪軌動力學性能的影響
5.5 本章小結
第6章 高速道岔輪軌關系的優(yōu)化設計
6.1 輪軌蠕滑曲線對高速道岔輪軌關系的影響
6.1.1 損傷函數模型
6.1.2 理想工況
6.1.3 高速道岔區(qū)不同蠕滑特性工況
6.2 尖軌廓形優(yōu)化研究
6.2.1 滾動圓半徑差與輪軌型面斜率的關系
6.2.2 輪軌廓形反向設計方法
6.2.3 優(yōu)化案例
6.3 本章小結
結論與展望
結論
研究不足及下一步研究計劃
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
攻讀博士學位期間參加的科研項目及成果
本文編號：3780866
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3780866.html
