道岔转辙器部分轮轨接触应力分析

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本文在已有的研究成果基础上,以客运专线18号道岔为例,考虑到尖轨断面在逆向进岔方向是不断加宽加高的不规则实体,选取磨耗型踏面车轮,建立起弹性基底约束条件下的道岔区转辙器部分轮轨接触计算模型,对尖轨轨头顶宽20mm—50mm范围内轮载过渡区,车轮贴靠钢轨运行时,尖轨及基本轨的轮轨接触应力进行较为细致的分析,在轮载过渡区,不仅会发生与区间相同的“单点接触”和“两点接触”,有时还会出现“三点接触”,垂向力是以一定的比例从基本轨向尖轨过渡的。文中对于四个断面的接触应力进行了计算,分别为尖轨顶宽20mm、30mm、40mm、50mm断面,对该区域基本轨、尖轨接触应力的变化进行了比较分析。此外,选取了20mm、50mm两个断面进行了不同参数对轮轨接触应力的影响分析,包括横移量、摩擦系数、轴重、基底约束条件以及轨下基础的横向、垂向支承刚度等。为确定容许过岔速度和改进道岔结构设计提供理论依据。研究表明,轮轨接触位置即横移量对接触应力的影响最大,其次是轴重。而摩擦系数、基底约束条件及轨下基础的横向、垂向支承刚度对接触应力的影响不明显。在过渡区前端,尖轨的侧磨较为严重,为能使车辆顺利通过曲线,要求车轮踏面有合适的斜度。保证正常状态下车轮与钢轨间不致发生严重磨耗。
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