基于蠕滑机理的车轮磨耗模型分析.pdfVIP

第31卷，第5期 中 国 铁 道 科 学 V01．31No．5 2 010年9月 CHINARAII。WAYSCIENCE 文章编号：1001—4632(2010)05—0066—07 基于蠕滑机理的车轮磨耗模型分析 丁军君，李 芾，黄运华 (西南交通大学机车车辆工程系，四川成都610031) 摘要：以C8。型货车为例建立车辆动力学模型，利用FASTSIM算法计算出接触斑内蠕滑力的大小和分 布，依据Pearce，Zobory，Jendel和Braghin4种磨耗模型计算轴重、速度、曲线半径和车轮硬度对车轮踏面磨 耗的影响程度。结果表明：轴重从21t提高到25 km·h_1提高到 120 000 倍、Braghin模型的12．48～16．96倍；曲线半径从5m减小到300m时，由Pearce模型计算出的磨耗率是 要发生在踏面接触区，焊接构架式转向架的最大磨耗深度是三大件式的6．4倍、径向式的14倍；曲线上车轮磨 126～47．7 耗主要发生在轮缘接触区，焊接构架式转向架最大磨耗深度是三大件式的4．4～1．25倍、径向式的l 倍。与试验结果比较表明，Jendel模型能够真实反映车轮踏面磨耗的机理。 关键词：车轮磨耗；蠕滑；磨耗模型； 轴重；速度、曲线半径；车轮硬度；货车 中图分类号：U260．ii；U260．331文献标识码：A 由于使用踏面磨耗预测技术可以在车辆和线路 1 0．25Ty／D N 设计中通过优化达到减小车轮踏面磨耗的目的，国 研100 内外学者在现代蠕滑理论的基础上发展了各种踏面 Ⅱ25／D (1) 100 N 磨耗预测方法并建立了相关的计算模型，其中比较 N≤Ty200 m 典型的有Pearce模型[1]、Zobory模型[2]、Jendel(1．19Ty一154)／D N 模型[3]和Braghin模型[引。这些模型都是以试验和 研≥200 经验为基础并在实际中得到较好运用[51]，国内目式中：m为车轮单位滚动距离内车轮圆周方向的材 前预测车轮踏面磨耗的模型大多数都是基于上述模 料损失面积，mm2·km～；T为接触斑内总的蠕 型[8]。为了使这些模型能更好地适应国内的运行环 滑力，N；y为蠕滑率；D为车轮直径，mm；I， 境，本文通过对上述模型进行比较分析，为建立适 Ⅱ，Ⅲ为磨耗区序号。 合我国车轮踏面磨耗的预测模型提供参考。 1．2 Zobory模型 1磨耗预测模型 理论的车轮磨耗模型[2]，该模型将接触斑分为滑动 区A。和黏着区A。，并认为磨耗仅仅发生在滑动区 1．1 Pearce模型 内，如图1所示。该模型将接