论文部分内容阅读
近年来,伴随我国经济的不断发展,铁路系统也发展迅速。各种促进铁路系统加速发展的政策也相继出台,铁路系统不断向高速化、重载化发展。此前,Hertz接触理论在轮轨接触研究领域被广泛应用,但因其本身的局限性,在揭示轮轨接触真实状态方面表现较差。大型模拟仿真软件的开发利用,很好解决了这一问题。通过利用模拟仿真软件可以较为真实的反映轮轨接触状态的变化,为高速铁路的科学研究提供重要参考。鉴于高速铁路无横移时轮轨的接触特点,利用ABAQUS模拟仿真软件建立热-结构直接耦合的三维轮轨接触模型。轮轨接触模拟主要依据动态-结构—温度直接耦合动力学理论,利用ABAQUS的Explicit求解模块模拟仿真轮轨接触,对轮轨接触斑温度、应力和应变数值进行求解,并对其相关关系进行分析研究,得出如下结论:（1）列车正常运行不同时刻时,在相同的轴重、摩擦系数和对流换热系数下,在轮轨摩擦热和轮对机械载荷的热-结构耦合作用下,轮轨应力和应变都随轮轨接触斑摩擦温度上升先下降后上升。综上可得列车正常工作条件下,轮轨在热-结构耦合作用下,应力和应变与轮轨接触斑摩擦热先呈负相关关系,后呈正相关关系。（2）轮轨间摩擦系数不同时,在相同的轴重和对流换热系数下,列车正常运行时,在轮轨摩擦热和轮对机械载荷的热-结构耦合作用下,钢轨应力随轮轨接触斑摩擦温度上升而上升,应变先下降后上升;车轮应力、应变都随轮轨接触斑摩擦温度上升而上升,上升幅度基本一致。综上可得列车正常工作条件下,在热-结构耦合作用下,钢轨应力与轮轨接触斑摩擦热为正相关关系,应变与轮轨接触斑摩擦热先呈负相关关系后呈正相关关系;车轮应力、应变与轮轨接触斑摩擦热为正相关关系。（3）轮轨与空气间对流换热系数不同时,在相同的轴重和摩擦系数下,列车正常运行时,在轮轨摩擦热和轮对机械载荷的热-结构耦合作用下,钢轨应力随轮轨接触斑摩擦温度上升而上升,应变随轮轨接触斑摩擦温度上升而下降;车轮应力和应变都随轮轨接触斑摩擦温度上升而上升。综上可得列车正常工作条件下,在热-结构耦合作用下,钢轨应力与轮轨接触斑摩擦热为正相关关系,应变与轮轨接触斑摩擦热为负相关关系;车轮应力和应变与轮轨接触斑摩擦热为正相关关系。