轨枕弹簧刚度和阻尼对钢轨波磨的影响研究

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2、西南交通大学研究生学位论文轨枕弹簧刚度和阻尼对钢轨波磨的影响研究年级２０１２级姓名吴杰申请学位级别工程硕士专业机械工程指导老师陈光雄教授二零一五年四月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＨ１１７．１Ｕ．Ｄ．Ｃ：５３１．４３ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＳｔｕｄｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｒｉｎｓｔｉｆｆｎｅｓｓｙｐｇａｎｄｄａｍｐｉｎｂｅｔｗｅ

3、ｅｎｔｈｅｒａｉｌｓａｎｄｓｌｅｅｅｒｓｇｐｏｎｒａｉｌｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＷｕＪｉｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＳｅｃｉａｌｉｔ：ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＣｈｅｎＧｕａｎｘｉｏｎｐｇｇＡｒ２０１５ｐ，西南交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留

4、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密０；使用本授权书。“’（请在以上方框内打十）学位论文作者签名：指导老师签名：是杰、《£＞ｒ曰期：５？Ｂ曰期：７／＿年｜，的西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本文基于

5、轮轨间饱和蠕滑力可能引起摩擦稱合自激振动从而使钢轨发生波磨的观点，分别建立车辆通过直线轨道和小半径曲线轨道时由４个轮对和２根钢轨组成的轮轨系统有限元摩擦自激振动模型，应用复特征值分析方法和隐式动态分析方法研究模型的自激振动发生趋势，预测钢轨可能发生波磨的频率和对应的振动模态，研究轨枕弹簧刚度和阻尼对钢轨波磨的影响，解释直线轨道上左右钢轨均有波磨以及小半径曲线轨道上钢轨波磨主要发生在内轨的物理现象。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容

6、外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：曰期：純知西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要钢轨波磨问题是世界性百年技术难题，各国的科研工作者针对不同的波磨类型虽然提出了一些相应的整治和预防措施一，但目前还没有种广泛有效的方法能够完全消除波磨现象。随着城市轨道交通的快速发展，我国各地的地铁线路都不同程度地出现了波磨现象。钢轨波

7、磨的形成和发展，不仅会影响车辆和轨道结构的使用年限，还会造成振动和噪声，从而影响乘客的舒适度，更严重的是，急剧增加的轮轨作用力可能引起钢轨和车轴的断裂，而较大的振动会造成脱轨等重大事故。因此，研究钢轨波磨问题对轨道交通业的发展有着重大意义。本文基于陈光雄教授提出的饱和！ｌｉ滑力引起轮轨系统摩擦自激振动从而导致钢轨形成波磨的理论，根据北京地铁科隆蛋扣件线路上出现的严重波磨问题，分别建立了车辆通过直线轨道和小半径曲线轨道时由４个轮对和２根钢轨组成的轮轨系统有限元摩擦自激振动模型，并且假设轮轨蠕滑力

8、饱和且等于法向力与摩擦系数的乘积。应用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ提供的复特征值和瞬时动力学分析方法研究轮轨系统的稳定性，重点预测钢轨可能发生波磨的频率，探讨轨枕弹簧刚度和阻尼对钢轨波磨的影响。主要结果如下：⑴轮轨间的饱和蠕滑力能引起轮轨系统发生摩擦自激振动从而导致钢轨形成波藤敗０⑵复特征值分析